研究：基因改造后的蚊子在其疟疾寄生虫变得具有传染性之前就已死亡

研究：基因改造后的蚊子在其疟疾寄生虫变得具有传染性之前就已死亡据NewAtlas报道，当谈到防止蚊子传播疟疾时，一些建议的方法涉及杀死昆虫，或阻止它们获得疟疾寄生虫。然而，现在科学家提出了一种新方法：一旦寄生虫进入蚊子的肠道，就会阻碍它们的生长。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1319617.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1319617.htm

科学家开发新的基因技术来阻止传播疟疾的蚊子

科学家开发新的基因技术来阻止传播疟疾的蚊子幸运的是，科学家们正在开发安全技术，通过对传播引起疾病的寄生虫的蚊子进行基因编辑来阻止疟疾的传播。加州大学圣地亚哥分校奥马尔·阿克巴里教授实验室的研究人员设计了一种新方法，可以从基因上抑制冈比亚按蚊种群，这种蚊子主要在非洲传播疟疾，并导致受影响地区的经济贫困。新系统瞄准并杀死冈比亚雌性，因为它们叮咬人类并传播疾病。加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种新技术来抑制冈比亚按蚊，这种蚊子主要在非洲传播疟疾，并导致受影响地区的经济贫困。图片来源：Akbari实验室，加州大学圣地亚哥分校第一作者、加州大学圣地亚哥分校生物科学学院博士后学者AndreaSmidler与前硕士生、共同第一作者JamesPai和ReemaApte于7月5日发表在《科学进展》杂志上，创建了一个名为Ifegenia的系统，“通过基因编码的核酸酶中断等位基因的遗传性女性消除”的缩写。该技术利用CRISPR技术来破坏控制冈比亚蚊子性发育的无雌性(fle)基因。加州大学伯克利分校和加州理工学院的科学家为这项研究工作做出了贡献。Ifegenia的工作原理是在非洲蚊子体内对CRISPR的两个主要元件进行基因编码。其中包括Cas9核酸酶、进行切割的分子“剪刀”，以及通过Akbari实验室在这些蚊子中开发的技术将系统引导至目标的引导RNA。他们对两个蚊子家族进行了基因改造，使其分别表达Cas9和fle靶向向导RNA。艺术家对Ifegenia的描绘，这是加州大学圣地亚哥分校开发的一项新技术，它使用CRISPR基因编辑来破坏控制非洲蚊子幼虫性发育的基因。图片来源：ReemaApte“我们将它们杂交，在后代中，所有雌性蚊子都消失不见，”斯米德勒说，“这真是非同寻常。”与此同时，冈比亚雄蚊继承了Ifegenia，但基因编辑并不影响它们的繁殖。它们仍然具有繁殖能力，可以交配并传播Ifegenia。由于雌性被移除并且种群达到繁殖的死胡同，这种虫媒传播最终被停止。作者指出，新系统规避了基因驱动等其他系统面临的某些遗传抗性障碍和控制问题，因为Cas9和引导RNA组件保持分离，直到群体准备好被抑制。作者在论文中指出：“我们表明，Ifegenia雄性仍然具有繁殖能力，并且可以加载fle突变和CRISPR机制，在后代中诱导fle突变，从而导致持续的种群抑制。通过建模，我们证明反复释放不咬人的Ifegenia雄性可以作为一种有效、可限制、可控且安全的种群抑制和消灭系统。”在新的种群抑制系统中，冈比亚按蚊幼虫被注射了基于CRISPR的基因编辑工具。图片来源：Akbari实验室，加州大学圣地亚哥分校越来越多的事实证明，蚊帐和杀虫剂等对抗疟疾传播的传统方法对于阻止疾病传播无效。全球范围内仍然大量使用杀虫剂，主要是为了阻止疟疾，疟疾增加了非洲和亚洲地区的健康和生态风险。Smidler在2019年加入加州大学圣地亚哥分校之前获得了哈佛大学博士学位（公共卫生生物科学），她正在运用她在基因技术开发方面的专业知识来解决疾病的传播及其带来的经济危害。当她和她的同事开发出Ifegenia后，她对这项技术作为抑制系统的有效性感到惊讶。Ifegenia技术研究第一作者AndreaSmidler（左）和共同第一作者ReemaApte。图片来源：Akbari实验室，加州大学圣地亚哥分校“这项技术有可能成为世界迫切需要的安全、可控和可扩展的解决方案，以一劳永逸地消除疟疾，”细胞与发育生物学系教授阿克巴里说。“现在我们需要转变努力，寻求社会接受、监管使用授权和资助机会，以使该系统接受抑制野生疟疾传播蚊子种群的最终测试。我们即将对世界产生重大影响，在实现这一目标之前我们不会停止。”研究人员指出，Ifegenia背后的技术可以适用于传播致命疾病的其他物种，例如已知传播登革热（断骨热）、基孔肯雅热和黄热病病毒的蚊子。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370105.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370105.htm

蚊子还要工厂造？巴西拟每年生产50亿只转基因蚊子对抗登革热

蚊子还要工厂造？巴西拟每年生产50亿只转基因蚊子对抗登革热有关巴西蚊子工厂的细节于4月14日（上周五）发表在了《自然》杂志上，其中非营利组织世界蚊子计划（WMP）宣布，未来10年将在巴西的许多城市释放转基因蚊子，以保护7000多万人免受登革热等疾病的侵害。巴西是世界上登革热感染率最高的国家之一，2022年报告病例超过200万例。报道称，该工厂将与巴西公共卫生机构奥斯瓦尔多·克鲁斯基金会（Fiocruz）合作。相关设施于2024年开始运行，每年将生产50亿只蚊子。“这将是世界上最大的生产感染沃尔巴克氏菌蚊子的设施。”WMP负责人、澳大利亚莫纳什大学微生物学家ScottO'Neill说。据悉，这种蚊子将携带一种名为“沃尔巴克氏菌”的共生菌。2009年，科学家发现该菌可以阻止登革热病毒在蚊子体内复制增殖，从而阻隔登革热的传播。此前研究人员在澳大利亚、巴西、哥伦比亚、印度尼西亚、越南等国选定的城市进行了测试，这次在巴西的蚊子释放将是该技术首次在国家层面内推广。事实上，这一机制背后的理论也很简单，就是让蚊子不育。而且不仅仅是登革热，包括疟疾在内的许多疾病都是蚊媒传染病，因此科学家们正在开发新技术让蚊虫不育，来消灭或控制蚊虫数量，从而达到疫病防控的目的。具体而言，把带共生菌的蚊子放生，从而让更多的蚊子通过繁殖带上共生菌。感染了沃尔巴克氏体的雄蚊与自然界的雌蚊交配后，所产的卵不能发育，无法繁育下一代。而染菌的雌蚊交配后仍可产卵，并能把沃尔巴克氏菌传给后代。从理论上讲，这种趋势会使染有沃尔巴克氏菌的蚊子越来越多，未感染该细菌的蚊子日益减少，从而抑制登革热传播。这种方法还可以延长蚊子的寿命，使被沃尔巴克氏菌感染的蚊子在整个生命周期繁育更多携带该细菌的后代，从而尽快将细菌扩散至整个种群。目前，巴西监管机构已经批准释放感染沃尔巴克氏菌的蚊子。但该技术尚未得到世界卫生组织的正式认可，这可能会成为在其他国家推广的障碍。世界卫生组织病媒控制咨询小组一直在评估这种转基因蚊子，有关这项技术的讨论已列入该小组下次会议的议程。WMP在巴西的合作者之一、Fiocruz资深科学家LucianoMoreira警告说，尽管释放转基因蚊子取得了成功，但政府不应放弃其他公共卫生措施，比如推广接种登革热疫苗。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355669.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355669.htm

mRNA疫苗为抗击疟疾提供了有力支持 可帮助拯救数百万人的生命

mRNA疫苗为抗击疟疾提供了有力支持可帮助拯救数百万人的生命最近在疫苗开发方面取得的技术进展--例如针对SARS-CoV2（导致COVID-19的病毒）的mRNA疫苗--可以为新一代疟疾疫苗铺平道路。现在，一个研究小组已经开发出两种候选mRNA疫苗，它们在减少疟疾感染和传播方面都非常有效。科学家们还发现，这两种实验性疫苗诱发了强大的免疫反应，无论它们是单独给予还是联合给予。这项研究由乔治-华盛顿大学领导，于12月1日发表在《npjVaccines》杂志上，这是一份开放性科学杂志，是《自然》杂志的一部分。乔治华盛顿大学米尔肯研究所公共卫生学院全球健康教授NirbhayKumar说："消除疟疾不会在一夜之间完成，但这种疫苗有可能将疟疾从世界许多地方驱逐出去。mRNA疫苗技术真的可以改变游戏规则。我们看到这项技术在对抗COVID-19方面是多么成功，在这项研究中，我们对其进行了调整，并将其用于开发对抗疟疾的工具。"Kumar和他的研究团队专注于恶性疟原虫，这是导致疟疾的四种寄生虫之一，对人类来说是最致命的。恶性疟原虫和间日疟原虫通过按蚊叮咬传播，占全球所有疟疾病例的90%以上，占所有疟疾死亡病例的95%。大多数病例和死亡发生在撒哈拉以南非洲地区，但世界上一半的人口都有感染这种致命疾病的风险。库马尔的团队开发了两种mRNA疫苗，以破坏该寄生虫生命周期的不同部分。研究人员用一种针对帮助寄生虫在体内移动并侵入肝脏的蛋白质的mRNA疫苗免疫了一组小鼠。他们用一种针对帮助寄生虫在蚊子中肠繁殖的蛋白质的疫苗免疫了另一组小鼠。然后用导致感染的寄生虫对免疫小鼠进行挑战，并对疫苗诱导的抗体进行测试以确定是否可阻断疟疾传播。该研究发现，两种疫苗都能在小鼠体内诱导出有效的免疫反应，并且在减少宿主和蚊子媒介的感染方面非常有效。研究人员说，在寄生虫传播给健康蚊子期间，保护性抗体的存在极大地减少了蚊子中的寄生虫数量，这是破坏疟疾传播的一个重要步骤。Kumar说："这些疫苗对预防感染非常有效，它们几乎完全消灭了疟原虫的传播能力。"研究小组还用两种疫苗一起对小鼠进行免疫，并发现共同免疫能有效减少感染和传播，而不影响免疫反应。为了了解mRNA疫苗与其他基于核酸的疫苗平台相比有何优势，Kumar和团队使用DNA质粒重复了实验。他们发现，与基于DNA的疫苗相比，mRNA疫苗在诱导免疫反应方面要优越得多。该团队希望通过更多的研究，包括在非人类灵长类动物模型中的研究，将疫苗推向市场，目的是生产可以安全用于人类的疫苗。Kumar说："拥有一种能够有效破坏疟疾寄生虫生命周期的多个部分的疫苗鸡尾酒是疟疾疫苗开发的关键，这项研究使我们离生产可安全用于人类的疫苗更近了一步，以预防疾病，拯救生命--最终目标是战胜这种疾病。"这项研究得到了美国国立卫生研究院的支持，发表在12月1日的《npjVaccines》杂志上。该团队与宾夕法尼亚大学的科学家和其他合作者合作开发了这些疫苗，并已申请了专利。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335441.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335441.htm

巧用生物钟的"时差" - 防治疟疾的新方法

巧用生物钟的"时差"-防治疟疾的新方法几乎所有的生物都拥有与生俱来的时钟，这些时钟管理着从食欲和激素浓度到全天基因活动时间的各种变化。在6月6日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中，研究人员分析了在泰国和柬埔寨边境的医疗机构出现的病人的基因活动，这些病人的血液中有疟疾感染的迹象。研究小组发现，疟疾寄生虫以某种方式将它们的分子节律与宿主的内部24小时时钟同步，它们各自的基因在一天内完美地相互上升和下降，就像两个同步摆动的钟摆。杜克大学、佛罗里达大西洋大学和武装部队医学研究所的研究小组说，这些发现可能为新的抗疟疾药物铺平道路，使疟疾的内部时钟与宿主脱节，本质上使寄生虫"时差"。高级作者、杜克大学生物学教授SteveHaase说："我们有理由关心这个问题。"我们正在使用最后一线药物，即基于青蒿素的综合疗法，而且我们已经在东南亚看到了对这些药物的抗性。探索一些抗击疟疾的新思路是有意义的。"当一个人患有疟疾时，一个致命的循环在他们的身体内重复进行。这种疾病反复出现的发烧高峰是由微小的疟原虫引起的，它们侵入人的红血球，进行繁殖，然后齐刷刷地爆发出来，数以百万计地喷入血液中，侵入其他细胞，开始新的循环。这个循环每24、48或72小时重复一次，取决于疟原虫的种类。这让科学家们想知道：这些寄生虫会不会以某种方式与它们的宿主的24小时昼夜节律相协调？为了找到答案，研究人员收集了10名对间日疟引起的疟疾检测呈阳性的人的血液，间日疟是在亚洲和拉丁美洲发现的最主要的疟疾寄生虫品种。然后他们在两天内每三小时分析一次这些样本中的RNA，以弄清当寄生虫在受害者的红血球内成熟时，哪些基因是活跃的。利用一种叫做RNA测序的技术，研究小组追踪了病人的免疫细胞和潜伏在他们血液中的寄生虫中的1000多个基因的表达。研究人员发现有数百个基因遵循着类似时钟的节奏，在一天中的某些时间段会上升，在其他时间段则会关闭。利用这些数据，他们开发了一种方法来计算每个病人的内部时钟时间，也计算他们的寄生虫。然后他们计算了基因表达节奏的吻合程度。间日疟原虫有着每48小时重复一次的生命周期，寄生虫的时钟每转一圈，其宿主的24小时身体时钟就转两圈。研究小组发现，并不是每个病人的24小时内部时钟都按照完全相同的时间表运行。有些人的周期在一天中较早开始；有些则较晚。但是无论一个人的生物节律如何变化，他们的疟疾寄生虫中的循环基因都是一致的。研究人员已经知道，疟疾寄生虫有自己的内部计时机制。在2020年的一项研究中，Haase及其同事确定，即使在体外生长，没有像宿主的饮食或睡眠周期这样的线索来帮助它们确定时间，疟原虫仍然可以保持节拍。它们的节奏性要感谢一个内部节拍器，该节拍器自行运转，并使寄生虫的基因以固定的间隔上升和下降。但是新的研究显示了更多的东西。Haase说："这些结果表明，寄生虫的时钟和宿主的时钟在相互交谈。"科学家们仍然不知道是什么促使疟疾寄生虫与宿主的节律相协调。Haase说："寄生虫很可能是在利用其宿主的内部节律来达到自己的目的，但这种优势的性质还不清楚。"一种理论是，寄生虫安排它们从红血球中出现的时间，以避开受害者的免疫系统最活跃的时候，使自己不那么容易被攻击。"它们也可能在为它们的发育周期计时，以便它们有适当的营养。我们不知道。所以这是一个大问题。"美国已经有70多年没有出现过疟疾疫情了，但这种疾病仍然是世界上较贫穷和热带地区的一个主要死亡原因，仅在2021年就有61.9万人死亡，其中大部分是儿童。部分原因是疟疾有能力躲避攻击。治疗疟疾的药物已经存在了数百年，但现有武器库中的许多药物正在失去效力，因为世界上某些地区的寄生虫种群正在发展出绕过它们的方法。研究人员说，如果他们能够弄清楚疟疾寄生虫如何在人类中保持同步，就有可能开发出新的药物，使寄生虫的时钟与宿主的时钟脱钩，从而帮助免疫系统更好地对抗入侵者。其他宿主物种的研究结果也很有希望。在小鼠身上，节奏与宿主不同步的疟疾寄生虫传播感染的效果只有一半。作为下一步，研究人员正试图弄清楚寄生虫和人类的时钟是如何相互"沟通"的，以使它们的周期保持一致。哈斯说："它们必须有一些分子信号来回传递给对方。我们不知道它们是什么，但如果我们能破坏它们，那么我们可能有机会进行干预。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366103.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366103.htm

抗击疟疾的进展：科学家研发出遏制疟原虫蔓延的新药物

抗击疟疾的进展：科学家研发出遏制疟原虫蔓延的新药物人类感染的疟疾寄生虫恶性疟原虫（绿色）被描述为从人类红血球（红色）中爆发出来。八个性成熟的寄生虫（绿色）从人体细胞（红色）中出现，其复制的DNA显示为蓝色。资料来源：此图片由SabrinaYahiya博士和JakeBaum教授提供。因此，开发新的抗疟疾药物是一个紧迫的问题。一个关键的目标是阻止寄生虫从人类向蚊子的传播，这取决于其生命周期的性阶段。鲍姆实验室与英国伦敦帝国学院的研究人员合作，先前发现了一类属于磺胺类的新型高效抗疟化合物。这些化合物仅在寄生虫处于其生命周期的特定性阶段时才会杀死它，迅速阻止它首先感染蚊子，因此可以防止任何后续的人类感染。在新的《疾病模型与机制》一文中，鲍姆及其同事确切地探讨了这些化合物是如何工作的，这是在开发这些化合物以在病人身上进行测试之前的一个重要步骤。这项工作的主要作者SabrinaYahiya博士评论说："如果我们希望达到在全世界范围内消除疟疾的目标，针对寄生虫从人到蚊子再到人的传播是至关重要的。如果只治疗一个有症状的病人，你就解决了他们的症状，却忽略了疟疾的传播问题。然而，通过限制传播，就可以从根本上遏制疟疾在人群中的传播。"该团队首先在实验室中培养感染了疟疾寄生虫的人类红血球，然后操纵寄生虫进入它们的性成熟阶段。然后，科学家们用一种磺胺化合物处理这些寄生虫，以找出哪些寄生虫的蛋白质被传输阻断化合物锁定。为此，科学家们应用了"点击化学"，一种赢得了2022年诺贝尔化学奖的方法，在磺胺化合物上附加一个化学标签。"然后这个标签将标记与它们接触的任何寄生虫蛋白质。这项技术确定了一种名为Pfs16的寄生虫蛋白与药物形成最强的结合。有趣的是，Pfs16对疟疾寄生虫的性转换非常重要。该小组随后进行了更多的实验，以确认磺胺类药物与Pfs16结合，而且重要的是阻断其功能。然后，科学家们希望确定寄生虫的有性阶段中被磺胺类药物锁定的确切点。疟疾寄生虫在人类血液中变成雄性或雌性形式后可以传播给蚊子，一旦进入蚊子的肠道，就会发展到一个更成熟的性阶段。这些成熟的雄性和雌性寄生虫类似于人类的卵子和精子，然后融合以实现有性繁殖。新繁殖的寄生虫经过进一步的成熟，然后由蚊子转移，感染更多的人。通常发生在蚊子肠道中的性成熟过程可以在实验室中被人工激活，总共大约只需要10-25分钟时间。作者发现，如果在性成熟过程的前6分钟内向寄生虫施用磺胺化合物，就能特异性地针对雄性寄生虫，并独特地抑制其性成熟，这也是寄生虫蛋白靶点Pfs16在阻止雄性寄生虫成熟方面发挥重要作用的时间。通过确定该化合物的靶点和活性窗口，这项工作提供了对寄生虫生命周期阶段的更精确的理解，在这一阶段该类磺胺类药物是有效的。它还强调了这些化合物通过靶向重要的寄生虫蛋白Pfs16，快速阻断性成熟的独特能力，并进而阻断了疟疾寄生虫的传播。总的来说，Baum及其同事已经确定了这一类新的抗疟药物是如何阻断寄生虫达到性成熟的，从而阻断它们通过蚊子叮咬从人到人的传播。这是开发有效的新药以减少全世界大量新的疟疾病例的重要一步。一旦得到彻底开发和测试，这些化合物可以与现有的治疗症状的疗法一起给疟疾患者使用，以防止寄生虫传播给更多的人。鲍姆教授介绍说："这类磺胺类药物具有强大的阻断寄生虫性成熟的独特能力，几乎是立竿见影的，这使得向蚊子直接投放化合物成为非常有吸引力的替代管理策略。这种令人兴奋的替代策略可以通过在蚊帐或糖饵上涂抹这些化合物来实现。"更多的研究正在进行中，以探索和完善这类磺胺类药物的活性，用于人类或直接用于蚊子，但尽管如此，这项研究扩大了可用于抗击疟疾的策略的范围。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352351.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1352351.htm