Песах Бенсон • 17 декабря 2025 г.
Иерусалим, 17 декабря 2025 г. (TPS-IL) — Израильские ученые разработали новый метод редактирования генов, который может значительно улучшить программы борьбы с комарами, облегчив различение самцов и самок — давнюю проблему в борьбе с болезнями, передаваемыми комарами, объявил во вторник Еврейский университет в Иерусалиме.
Комары являются одними из самых опасных для человека животных, в первую очередь из-за их роли в распространении болезней. Самки комаров передают вирусы и паразитов при укусе, включая лихорадку денге, вирус Зика, чикунгунью, малярию, желтую лихорадку и вирус Западного Нила. В совокупности эти заболевания ежегодно поражают сотни миллионов людей.
Только самки комаров передают болезни людям. Самки комаров кусают, потому что им нужны белки крови для развития яиц. Во время питания они могут заразиться вирусами или паразитами от инфицированного человека или животного, а затем передать их другому хозяину при последующих укусах. Самцы комаров питаются нектаром и растительными сахарами и не кусают.
В настоящее время программы борьбы с комарами, такие как метод стерильных насекомых, направлены на подавление популяций путем выпуска большого количества стерильных самцов, которые спариваются с дикими самками и снижают репродукцию. Однако существующие методы разделения обычно основаны на различиях в размерах на стадии куколки комара, что является трудоемким, трудным для масштабирования и не полностью надежным процессом.
Исследование Еврейского университета под руководством Дорона Заады и профессора Филиппоса Папатаноса с кафедры энтомологии представляет генетически модифицированный подход, который производит самцов темного цвета и бледных, желтых самок. Видимое различие позволяет быстро и точно разделять по полу, что является критически важным шагом в стратегиях борьбы, основанных на выпуске в окружающую среду только самцов комаров.
Исследование, опубликованное в рецензируемом журнале Nature Communications, сосредоточено на азиатском тигровом комаре Aedes albopictus, инвазивном виде и одном из основных переносчиков болезней во всем мире. Используя редактирование генов CRISPR, исследователи нарушили ген желтой пигментации комара, получив альбиносных насекомых. Затем они восстановили нормальную темную пигментацию только у самцов, связав ген пигментации с nix — ключевым генетическим фактором, который действует как главный переключатель в определении пола у самцов.
«Это создает инженерную, связанную с полом черту у комаров, которая использует собственные гены насекомого, — сказал Папатанос. — Понимая и контролируя путь определения пола, мы смогли создать систему, в которой самцы и самки визуально отличаются на генетическом уровне».
Результатом является то, что ученые называют генетической линией для определения пола (Genetic Sexing Strain, GSS), в которой все самцы темные, а все самки остаются бледными. Поскольку различие видно невооруженным глазом, система позволяет автоматизировать сортировку без необходимости использования сложного или дорогостоящего оборудования, что делает ее более подходящей для крупномасштабного использования.
Помимо упрощения разделения по полу, исследователи выявили дополнительную функцию безопасности, встроенную в модифицированную линию. Они обнаружили, что яйца, отложенные желтыми самками, очень чувствительны к высыханию. В отличие от яиц диких комаров, которые могут выживать в сухих условиях месяцами, эти яйца быстро погибают при высыхании.
«Это действует как встроенный механизм генетического сдерживания, — сказал Заада. — Даже если некоторые самки будут случайно выпущены, их яйца не выживут в дикой природе, что предотвратит закрепление в окружающей среде любой модифицированной линии, содержащей нашу систему».
Исследование также изучало, сохранили ли генетически модифицированные самцы нормальное поведение и репродуктивную способность. По словам исследователей, модифицированные самцы по экспрессии генов и поведению при спаривании были очень похожи на естественных самцов, что предполагает, что подход не ухудшает приспособленность самцов, что является ключевым требованием для успешных программ борьбы.
«Наш подход предоставляет универсальную платформу для разделения комаров по полу, — отметил Папатанос. — Объединив передовое редактирование генов с классической генетикой, мы создали масштабируемую, безопасную и эффективную систему».
Метод редактирования генов имеет практическое применение в программах борьбы с комарами, основанных на выпуске только самцов. Такие методы, как метод стерильных насекомых, требуют точного разделения по полу, чтобы избежать выпуска кусающих, переносящих болезни самок. Делая самцов и самок визуально различимыми на генетическом уровне, система обеспечивает быструю автоматическую сортировку и повышает надежность усилий по подавлению популяций.
Подход также упрощает массовое разведение и поддерживает промышленное производство комаров. В отличие от существующих методов, которые являются трудоемкими и трудными для масштабирования, видимые генетические маркеры могут быть идентифицированы с помощью простых оптических инструментов, что снижает затраты. Встроенная функция безопасности, при которой яйца модифицированных самок погибают при высыхании, дополнительно ограничивает экологический риск и решает регуляторные проблемы.
Помимо программ, основанных на стерилизации, платформа может быть объединена с другими стратегиями борьбы, включая выпуск самцов, несущих бактерии Wolbachia, или аналогичные черты. Она также позволяет осуществлять будущую настройку, например, делать самок чувствительными к теплу или условиям разведения.