Forskere finder en lovende måde at overliste myg på

Myg er geniale til to ting - at bringe elendighed til mennesker og hurtigt ødelægge alle bestræbelser på at lukke dem ned.

Men forskere ved UC Riverside har fundet en svaghed i netop de gener, der gør myg så gode til at tilpasse sig de insekticider, mennesker bruger for at holde dem i skak.

Evnen til at tilpasse sig er et kritisk overlevelsesværktøj for de fleste arter, sagde Colince Kamdem, postdoc i entomologi ved UCR. "En af de største fordele ved myg er, at de er ekstremt polymorfe, hvilket betyder, at de har en høj mængde af naturlig mangfoldighed, en rigtig stor fordel ved at tilpasse sig mange forskellige forhold."

Kamdem og hans kolleger gravede i kromosomerne af den virulente Anopheles funestus myggeart, i håb om bedre at forstå dens hurtige tilpasningsevner. De valgte denne art på grund af dens ekstreme effektivitet til at sprede de mest dødelige malariaparasitter over en bred del af Afrika syd for Sahara.

Forskerne opdagede, at den genetiske diversitet, der gør myg så tilpasningsdygtige, primært var placeret i kun én af de fem kromosom-"arme", der er til stede i arten. De andre fire kromosomarme er relativt stabile og uforanderlige, hvilket betyder, at de kunne være fremragende kandidater til genteknologi, sagde Kamden.

Gendrevsystemer har vist lovende at tilføje gavnlige eller skadelige gener til en population, der er arvelige, hvilket betyder at ændringerne fortsætter med nye afkom. I tilfældet A. funestus, målet ville være at udrydde myggen ved at manipulere dens gener.

Skønheden ved gendrevsystemer er, at ændringerne ville forblive inden for målarten - og efterlade andre arter af myg intakte - uden brug af insekticider, som myg ser ud til hurtigt at tilpasse sig på få år.

Men der er et problem. Forskere har fundet ud af, at de nye genspor kan kollapse, hvis der opstår mutationer på tværs af målgenet. Det betyder, at de nye gener skal indsættes i dele af genomet med meget lidt stående genetisk variation, det er, lave niveauer af rekombination eller polymorfi.

Det er derfor, Kamdem og hans team er så begejstrede for deres resultater.

"Vi leder efter svagheder i den naturlige befolkning, der gør dem velegnede til specifikke teknikker, såsom genetisk manipulation, " sagde han. "Vi er ret sikre på, at vi har fundet bagdøren."

De fire kromosomarme fundet i A. funestus er relativt stabile, med meget lave niveauer af rekombination og polymorfi.

"(Det) gør denne art særligt velegnet til gendrev-arbejde, " sagde Kamdem.

Kamdem, en indfødt af den afrikanske nation Cameroun, har personlig erfaring med ødelæggelsen af ​​malaria, en sygdom forårsaget af Plasmodium-parasitter, der overføres til mennesker gennem bid af inficerede hun-Anopheles-myg.

I 2015 der var 212 millioner tilfælde af malaria rundt om i verden, og 429, 000 dødsfald, ifølge Verdenssundhedsorganisationen (WHO). I alt 91 lande – næsten halvdelen af ​​verdens befolkning – var i risiko for malaria, inklusive befolkninger i Sydøstasien, Latin Amerika, og Mellemøsten, ifølge WHO-data. Men Afrika - især Afrika syd for Sahara - var hjemsted for 90 procent af malariatilfældene og 92 procent af malariadødsfaldene i 2015.

Mens han forskede i Cameroun, Kamdem mødte UCR-postdoc-forsker Caroline Fouet, og UCR Entomology Professor Bradley J. White, som nu arbejder med Googles Verily Life Sciences myggeudryddelsesprojekt.

De tre arbejdede sammen om denne forskning, og mens resultaterne er lovende, der er meget mere, der skal gøres, før gendrev-forskere kan begynde at manipulere myggens genomer, sagde Kamdem.

Den næste fase af deres forskning involverer at tage et dybere kig på generne i de stabile kromosomarme for at give en slags detaljeret kort for gendrevne forskere.

"Med de teknikker, vi i øjeblikket implementerer, opløsningen vil være en størrelsesorden højere end hvad vi har nu, " sagde Kamdem. "Detaljeniveauet kan endda komme med specifikke positioner af forskellige gener, så vi vil være i stand til at give enestående detaljeringsgrad om genprotokollen."

Kamdem advarer om, at genetisk manipulation også har nogle forhindringer at overvinde, før det er en levedygtig mulighed i krigen mod insektbårne sygdomme, men efter år med at se myggegenomer hurtigt tilpasse sig en række nye insekticider, han er håbefuld om potentialet ved at bruge gendrevsystemer til endelig at overliste A. funestus' medfødte evne til at tilpasse sig og overleve.

Deres resultater, "Kromosomarmspecifikke mønstre af polymorfi forbundet med kromosomale inversioner i den store afrikanske malariavektor, Anopheles funestus, " blev offentliggjort i tidsskriftet Molekylær økologi den 21. august.