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基因干扰灭蜱 —— 一场基因沉默技术的豪赌

2018-07-20 08:36 来源:80后整理 网友评论 0

基因干扰灭蜱

一场基因沉默技术的豪赌

陈最李珊珊

在今年盖茨基金会所资助的第11轮探索大挑战比赛中,有位中国研究者从2700个申请里,赢得了10万美元的试错机会。现职于中国农业科学院上海兽医研究所的周金林博士正试图通过基因干扰技术,来寻找一控制仅次于蚊子的第二大疾病传播媒介蜱虫的方法。

蜱虫知多少

2010年曾短暂博取极大社会关注度的蜱虫究竟是何方神圣?其实它们在牧场和林场成名已久。这吸血寄生虫多蛰伏于浅山丘陵的草丛或森林之中,经常可以在牛、羊等动物的腹部、耳根处,甚至是面部寻到它们的踪迹。蜱虫口器的殊结构使得其能够稳稳攀附在宿主体表,加之叮咬位置多为肢体难以直接触碰的位置,一般动物即便发现后通过树木剐蹭的方式也无法有效甩脱,只好任期肆虐。繁殖能力极强的蜱虫,一生能产卵数千。成虫单次吸血的过程很长,一般长达一周左右,以至于被叮咬严重的宿主身上会同时存在成百上千只,直接造成牛、羊等动物因毒素麻痹而瘫痪或死亡。

单纯的蜱虫叮咬所造成的危害毕竟有限,但由于这寄生虫本身是许多人兽共患的血液原虫、病毒和细菌的传播媒介,携带病菌的蜱虫叮咬宿主动物或人后,被咬者会因感染发生蜱传病,如每年4、5月份在我国西北和西南地区多发于青壮年中的新疆出血热,即由蜱虫携带的病毒所致,易导致皮肤黏膜以及全身脏器不同程度的出血低压休克等;而几乎与硬蜱分布一致的森林脑炎一经感染也具有比较高的致死率,对于林区工人和山区居民来说亦是需要防范的传染疾病;此外,近年来在我国新发生的蜱传病还有无形体病、莱姆病和高致病性布里亚病毒病,造成公众恐慌。

当前国内外应付蜱虫的方法多是采用农药喷洒。短期来讲效果虽然明显,但抗药性所导致的剂量增加和使用区域内无辜物的大量死亡,使得这化学制剂多少有些饮鸩止渴的意味。澳大利亚已研制出针对一牛体蜱虫的预防疫苗,但在接近900蜱虫的类型面前,尚无法有效应对。

定点作用的基因沉默

目前周金林博士正在研究的双链RNA干扰蜱虫目标基因表达的技术,相比于传统喷洒的有机磷、敌敌畏等化学制剂来说,其最大的优势在于高异性。因为有定的靶基因作为引导,药物并不会对其他基因片段产生影响。从生物体的角度而言,这定点方式只会消灭目标蜱虫。同时,RNA干扰分子具有极为强大的细胞穿透能力,在对线虫的相应研究中,它甚至可以被传递到后代去。而一刀切式的化学农药则是无差别地攻击作用范围内的所有生物体,不仅对生态环境具有破坏性,而且由于其化学结构简单和稳定,附着于被保护对象的残留反倒成了人体健康的威胁。

当然,对于该方法是否能解决抗药性的问题仍然存疑。考虑到控制抗药性状表达的还是某些定基因,蜱虫能够产生针对化学农药的抗性,实际上是抗性基因的表达。针对靶基因研制的双链RNA,蜱虫是否能够产生抗性,还不得而知。本质上仍旧无法消除复杂自然界中基因变异的可能性,即便寻找到相对稳定的目标片段,也无法成为一劳永逸的杀虫方法。只是不必太过悲观的是,交替使用不同类的灭虫方法可以极大程度上降低抗药基因的筛选速度。否则化学农药早对三五年内能产生明显抗药性的害虫束手无策了。

目前将研制好的双链RNA干扰分子导入到蜱虫体内,通常是通过5方法,即注射、浸泡、饲喂、病毒转染和电转化方式,都仅仅是实验研究,这对于实际应用来说都不具有可操作性。周博士的研究设想是研制出直接喷洒,如类似普通杀虫剂的双链RNA制剂,用于灭蜱。

这个基因干扰术的构想现在看来仍有很多诸如成本、易用性、效果等未知因素,但这也许也正是试错的意义所在:给不确定的事情,确定的机会。

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