Исследователи из Университета Мэриленда и ученые из Буркина-Фасо с помощью грибка, паразитирующего на насекомых, уничтожили переносчиков малярийного плазмодия — комаров.
Фото: YAY / TASS
По данным Всемирной организации здравоохранения, малярией болеют сотни миллионов людей во всем мире, свыше 400 тыс. человек от нее умирают. Несколько десятилетий назад показалось, будто справиться с малярией, а точнее, с ее переносчиками — комарами — позволят инсектициды. Однако комары приспосабливались к ядам по мере их разработки, и малярия оставалась и остается гигантской медицинской и социальной проблемой.
В последнее десятилетие ученые обратились к генно-модифицированным организмам, рассчитывая, что они будут эффективнее ядов бороться с комарами. И вот первый случай, когда генно-модифицированный для ликвидации этих насекомых организм, грибок Metarhizium Anisopliae, покинул стены лаборатории и приступил к убийственной деятельности. Обычный такой грибок живет в почвах по всему миру и паразитирует на насекомых — он неразборчив, хозяев у него свыше 200 видов, в том числе разные комары.
От обычного грибка насекомые если и погибают, то небыстро и немассово; для борьбы с малярией это не годится. Поэтому в Университете Мэриленда решили подсадить грибку гены воронкового паука Голубых гор, одного из наиболее ядовитых для насекомых видов австралийских пауков.
И вот в журнале Science опубликованы первые результаты работы генно-модифицированного грибка-паука. По данным ученых из Университета Мэриленда и Буркина-Фасо, гибрид безопасно для окружающих сокращает популяцию комаров более чем на 99%. Один из авторов статьи, Брайан Ловет с кафедры энтомологии Университета Мэриленда, пишет, что ничего подобного в борьбе с малярией еще не было, никто еще не доводил дело до полевых испытаний. А другой автор, профессор энтомологии Рэймонд Сент-Леже, сравнивает действие гибридного грибка с подкожной инъекцией — так легко он доставляет смертельный яд в организм комаров.
«Мы просто нанесли трансгенный грибок на полотно, повесили его на стену прямо там, где жили, и местная популяция комаров вся вымерла за 45 дней,— восхищается Ловет.— Погибли все комары, в том числе и те, кто был устойчив к инсектицидам». Ловет надеется, что гибрид невидоспецифичен и будет уничтожать все виды комаров, что переносят возбудителя малярии.
Несколько лет назад австралийские исследователи обнаружили, что белок из яда паука того же рода может убивать клетки меланомы человека и тормозить распространение этого заболевания, не оказывая токсического действия на здоровые клетки кожи!
Генная модификация грибка выглядела следующим образом. Сперва в ДНК был внедрен участок гена паука, который отвечает за выработку яда. А потом был изменен тот участок гена грибка, который отвечает за появление оболочки, защищающей его от воздействия иммунной системы комара. Это сложная для грибка задача, поэтому включается в действие этот ген, только когда грибок заражает комара. Так вот, к этому «выключателю» у гибрида и был подсоединен ген токсина.
Исследователи поспешили проверить, действует ли гибридный грибок на других, полезных насекомых, например пчел, и оказалось, что он для них безвреден.
«Эти грибы очень избирательны,— радуется Сент-Леже.— Вид, с которым мы работаем, любит комаров. Когда гриб обнаруживает, что он на комаре, он проникает сквозь его кутикулу; если он на пчеле, он внутрь не лезет».
После демонстрации безопасности генетически модифицированного грибка в лабораторных условиях Ловет и Сент-Леже начали тесное сотрудничество с коллегами и государственными органами в Буркина-Фасо. В сельской местности, эндемичной по малярии в Буркина-Фасо, они построили закрытую структуру площадью около 600 кв. м, которую назвали MosquitoSphere. Внутри в нескольких экранированных камерах находились экспериментальные хижины, растения, небольшие бассейны для размножения комаров и источник пищи для них.
Затем исследователи повесили черную хлопковую ткань, покрытую кунжутным маслом, на стены трех хижин. Один кусок ткани был покрыт маслом, смешанным с трансгенным грибком, другой — маслом с немодифицированным грибком, третий был покрыт просто маслом. Затем они выпустили по 1 тыс. взрослых самцов и по 500 взрослых самок комаров в каждую из хижин и принялись ежедневно пересчитывать популяции. Эксперимент продлился 45 дней.
В хижине с тканью, обработанной трансгенным грибком, популяции комаров за 45 дней сократились до 13 экземпляров — количества, недостаточного для размножения. В хижине с немодифицированным грибком особей было 455, а в хижине без грибка — 1396 комаров.
В экспериментах в лаборатории ученые также обнаружили, что самки, зараженные трансгенным грибком, откладывали в среднем по 26 яиц, из которых только три развились во взрослых особей, тогда как неинфицированные самки откладывали по 139 яиц, в результате чего вырастали 74 взрослые особи.
Крайне важной задачей исследователей было то, чтобы новые противомалярийные технологии — вроде вышеописанной — были удобны местным жителям. Черные хлопковые простыни и кунжутное масло относительно недороги и легкодоступны на месте.
Важно и то, что для применения гибридного грибка людям ничего не нужно менять в своей жизни.
Следующая стадия испытаний — ученые будут проверять действие гибрида в настоящей деревне.