유전자 드라이브 란 무엇입니까? 과학자들이 치명적인 모기에 맞서 싸우는 방법

지구상에서 가장 치명적인 동물은 무엇입니까? 그것은 무시 무시한 사자, 호랑이, 상어, 악어를 염두에 두는 질문입니다. 그러나 그 대답은 1 센티미터를 넘지 않는 동물입니다.

다른 환경에 살고있는 수천 종의 모기 종 중 일부는 지구상에서 가장 치명적인 동물입니다. 아노펠레스 모기만으로 말라리아를 감염시키고 2 억 명이 넘는 사람들을 감염시키고 매년 40 만 명의 사망자가 발생합니다. 그 중 70 %는 5 세 미만의 어린이들입니다.

다른 모기 종은 또한 물린 뎅기열, 웨스트 나일강, 지카 등의 질병을 전염시킵니다.

우리는 런던의 Imperial College에있는 유전 학자로서 모기와 질병의 매개체로서의 역할에 중점을두고 있습니다. 20 년이 넘는 세월 동안 우리는 유전자 조작 된 모기의 개발에 주력해 왔습니다. 수십 년 간의 말라리아 통제가 말라리아를 예방하는 가장 효과적인 전략은 모기 자체를 통제하는 것이라고 우리에게 가르쳐 왔기 때문입니다. 수년간의 연구로 "유전자 운전"이라고 불리는 궁극의 정교한 유전 도구가 개발되었습니다. 올바르게 설계되면 실험실의 우리에 수용된 모기 개체군을 제거 할 수 있습니다.

또한보십시오: 수백만의 기생충 - 로봇에 의해 제기 된 모기가 Zika와 싸울 수있는 방법

우리는 매일 모기에 의한 질병을 퇴치합니다.

암컷 모기 만이 인간을 물어 뜯습니다. 그들은 인간의 혈액을 마셔 달걀을 만들기 위해 영양분을 수집합니다. 암컷 모기가 바이러스 나 기생충에 감염되면 물린 사람에게 감염됩니다. 나중에 감염되지 않은 모기가 새로 감염된 사람을 물면 미생물을 집어 올리며 질병을 다른 사람에게 전염시킬 수 있습니다.

세계 인구의 거의 절반에 대한 위협 인 말라리아와 같은 질병의 경우 공중 보건 사업은 백신과 마약과 같은 말라리아 기생충 자체를 표적으로하기 위해 다양한 방법을 사용했습니다. 농약, 훈증, 모기장 및 모기 서식지 제거와 같은 다른 방법들은 모기와의 접촉을 줄이거 나 모기 수를 줄이기 위해 노력합니다. 그러나 우리는 모기를 목표로 삼는 것이 전 세계적으로 말라리아 발생을 줄이는 가장 효과적인 방법이라고 생각합니다.

현재 말라리아 부담이 가장 높은 아프리카의 살충제를 살포 한 실내 살충제를 살포하고 살충제로 덮인 침대 그물에서자는 것은 빠르게 말라리아 전파를 감소시키는 가장 효과적인 방법입니다. 이러한 통제 조치와 개입은 많은 곳에서 말라리아 부담을 극적으로 줄이는 데 도움이되었습니다. 2010 년 이후로 말라리아로 인한 사망률은 5 세 미만의 어린이에서 35 % 감소했습니다.

그러나 이러한 방법은 지속 가능하지 않으며 잠재력을 최대한 발휘하려면 대규모로 구현해야합니다. 2014 년과 2016 년 사이에 이것은 분명 해졌으며, 이는 2010 년 이후로 말라리아 발병 사례가 증가하면서 처음으로 나타났습니다. 모기는 항 말라리아제 및 살충제에 대한 내성을 보이고 있으며, 옵션과 시간이 부족합니다.

새로운 접근 방식

말라리아 퇴치를 달성하기 위해 공중 보건 연구원은 우리의 무기고를 업그레이드해야합니다. 이 목표를 향해 나아 가기 위해 임페리얼 칼리지 (Imperial College)의 크리 산티 (Crisanti) 연구소는 바로 그 일을하기위한 계획을 세우고 있습니다.

최근 CRISPR이라는 기술이 개발되어 과학자들이 효율적으로 DNA를 편집 할 수있게되었습니다. 전세계의 연구원들은 말라리아와 같은 모기에 의한 질병을 제거하기 위해 모기 DNA를 수정하기 위해 CRISPR을 사용하고 있습니다. 우리 연구실에서는 지금까지 제안 된 기술 중 가장 발전된 용도를 개발했습니다. 그것은 "유전자 이동"이라고 불립니다.이 유형의 유전 적 변형은 고전적인 유전법을 무시하면서 야생의 개체군에 특성을 전파 할 수있는 능력을 가지고 있습니다.

유전의 고전적인 법칙을 통해 한 세대에서 다음 세대로 한 부모로부터 전염되는 DNA는 각 세대의 자손 절반 만 유전됩니다. 이것은 모기 개체군의 유전자 변형 또는 특성의 빈도를 동일하게 유지합니다.

유전자 드라이브는 자손의 50 % 이상이 유전합니다. 이것은 다음 세대에 걸쳐 특성의 빈도를 점진적으로 증가시킬 수있는 능력을 제공하며 이는 다른 GM 모기의 잠재적 인 사용보다 이점입니다.

야생 모기 인구를 변화시키는 윤리

우리는 암컷 모기의 발달에 필수적인 번식 유전자를 목표로하는 유전자 구동을 설계했습니다. 이 유전자가 파괴되면 암컷 곤충은 물기를 낳지 못하거나 자손을 낳지 못합니다.

유전자 구동의 이점은 우리가 아노 펠 레스 감비아 종 - 사하라 사막 이남의 아프리카에서 질병을 옮기는 주요 벡터 중 하나 - 그렇지 않은 사람들에게는 영향을 미치지 않습니다.

연구실에서이 기술을 테스트했을 때, 우리는이 특성을 우리의 모기 개체군에 100 % 전파 할 수있었습니다. 정상적인 남성 모기와 살균 된 암컷을 생산 한 결과 6 개월 이내에 인구가 0이되었다.

이것은 실험실에 있지만 유전자 드라이브를 사용하여 인구가 억압 된 것은 이번이 처음입니다.

유전자 드라이브는 빠르게 움직이며 강력한 유전 공학 기술입니다. 지속적인 인간의 개입없이 자연 인구를 변화시키는 능력은 감염성 질병 퇴치를위한 현재의 도구와 방법을 보완하고 경제 및 생태적 부담을 줄이는 데 이상적입니다.

실험실에서 갇힌 모기 개체를 억제하는 것이 획기적인 업적이지만, 유전자 구동의 실제 현장 방출은 적어도 향후 10 년입니다.

자체적으로 확산 될 수 있고 잠재적으로 큰 지리적 영역에 퍼져 있기 때문에 기술은 잠재적 인 윤리적 우려를 제기합니다. 예를 들어 유전자 변형 생물체가 영향을받는 지역 사회의 충분한 합의가 이루어지지 않으면 유전자 운전자가 언제 석방 될지 누가 결정 하는가? 이러한 문제는 과학자, 윤리 학자, 규제 당국 및 유전자 구동 기술의 사용으로 영향을받을 수있는 사람들에 의해 광범위하게 논의되고 있습니다.

그럼에도 불구하고 과학계는 확산을 제한 할 수있는 설계 가능성을 포함하여 기술을 보호 할 잠재적 인 방법에 대해 큰 진전을 이루었습니다. 야생에서 유전자 이동이 가능한지 여부에 대한 최종 결정은 피해국의 동의를 얻어야하며, 더욱 구체적으로는 매일이 질병에 걸린 공동체가해야합니다.

이 기사는 원래 Andrea Crisanti와 Kyros Kyrou의 The Conversation에 게시되었습니다. 여기에 원본 기사를 읽으십시오.