Новый метод DeMark упрощает борьбу с комарами-переносчиками болезней

Учёные из Технологического университета Вирджинии (Virginia Tech), возможно, нашли способ облегчить борьбу с самым смертоносным животным на планете — комаром. Кусаются только самки комаров, так как им необходимы питательные вещества из крови для развития яиц. Именно это делает их опасными, позволяя распространять такие вирусы, как Зика, лихорадка денге, малярия и жёлтая лихорадка, которые вместе уносят более 1 миллиона жизней в год.

Исследователь Мелани Хемпел работает с образцом комара в лаборатории. Хемпел помогла разработать систему DeMark — новый метод получения некусающихся самцов комаров для борьбы с болезнями. Автор: Marya Barlow для Virginia Tech

Один из перспективных методов контроля заболеваний — выпуск в природу стерильных самцов, выращенных в лабораториях. Когда самки спариваются с этими стерильными самцами, они не производят потомства, что постепенно сокращает популяцию без использования инсектицидов, вредящих полезным насекомым.

Однако этот подход технически сложен, трудоёмок и дорог, что ограничивает его эффективность и масштабируемость.

Теперь исследователи сделали крупный шаг к решению этой проблемы. В исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, команда представила систему «DeMark» — генетическую систему, которая упрощает процесс разделения. Метод устраняет необходимость ручной сортировки, нескольких линий разведения или чужеродного генетического материала, что облегчает производство больших партий некусающихся самцов комаров.

«Это добавляет потенциально мощный новый инструмент в глобальные усилия по контролю за комарами, — сказал Остин Комптон, один из ведущих авторов исследования. — Он относительно прост и масштабируем».

Исследование проводилось учёными из Департамента биохимии Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни и Института наук о жизни Фралина.

О системе DeMark

DeMark — сокращение от «differential elimination of marked sex chromosomes» (дифференциальное устранение помеченных половых хромосом) — использует генетические маркеры для отсеивания нежелательных комаров до того, как они достигнут взрослой стадии. В результате остаётся партия некусающихся самцов, которые не модифицированы каким-либо чужеродным генетическим материалом.

Чтобы создать систему, исследователи объединили естественные и созданные в лаборатории версии генов комаров, или аллели, которые передаются через половые хромосомы. При наследовании в определённых комбинациях эти аллели вызывают раннюю гибель некоторых комаров. Эта встроенная защита помогает гарантировать, что немодифицированные самцы производятся в каждом поколении и могут быть легко выделены на основе отсутствия у них помеченных половых хромосом.

В отличие от других подходов, требующих поддержания нескольких линий разведения, DeMark работает с одной линией, снижая как производственные затраты, так и сложность.

Команда также проверила, могут ли выращенные в лаборатории самцы конкурировать с комарами дикого типа в спаривании. Они справились с этой задачей — ключевой фактор для успеха любой стратегии контроля вне лаборатории.

«Прежде чем эти штаммы можно будет рассматривать для возможного выпуска в природу, необходима дополнительная работа для проверки их стабильности и конкурентоспособности в условиях массового разведения и контролируемых полуполевых условий», — сказала Мелани Хемпел, которая руководила исследованием в качестве аспирантки и теперь является постдокторантом в Virginia Tech.

Пополнение арсенала борьбы с комарами

Данное исследование было сосредоточено на комарах Aedes aegypti, известных распространением вирусов Зика, денге, чикунгунья и жёлтой лихорадки. Исследователи говорят, что тот же подход потенциально можно адаптировать и для других видов, включая Anopheles gambiae, который переносит малярию.

«Этот подход может работать рука об руку с другими стратегиями контроля за комарами, — сказал Чжицзянь «Джейк» Ту, университетский профессор и старший автор исследования. — Наша цель — пополнить растущий арсенал вариантов, доступных для борьбы с болезнями, переносимыми комарами, способами, которые имеют смысл для разных регионов и сообществ по всему миру».

Больше информации: Остин Комптон и др., Дифференциальное устранение помеченных половых хромосом позволяет производить нетрансгенных самцов комаров в одном штамме, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2412149122

Источник: Virginia Tech