Samečci jsou pro člověka neškodní, protože nesají krev a chorobu nepřenášejí. Samičky se potřebují nasát krve, aby mohly naklást vajíčka. Proto právě ony šíří nákazu. Drastický pokles podílu samiček v komáří populaci sníží riziko šíření malárie. Při nedostatku samiček klesá počet potomků a výrazná převaha samečků může mít za následek i úplný kolaps populace komárů. Pokud by se povedlo podobně narušit poměr pohlaví komárů ve volné přírodě, znamenalo by to průlom v boji s malárií.
V oblastech ohrožených malárií žije bezmála polovina lidstva. Ročně se touto chorobou nakazí asi 220 milionů lidí a z nich bezmála 700 tisíc umírá. Boj s malárií se soustředí na likvidaci jejích komářích přenašečů. Nejčastější zbraní jsou insekticidy. Bohužel, komáři si už proti nim vyvinuli odolnost. Hodně pomáhají i tradiční moskytiéry, ale k těm nemá mnoho obyvatel třetího světa přístup.
Významnou frontu boje proti šíření malárie představuje i léčba lidí, kteří se již nakazili. Každý nemocný je zdrojem infekce a komáři z něj šíří nákazu na zdravé lidi v okolí. Bohužel, i léčba malárie se komplikuje. Objevují se kmeny zimniček, které lékům úspěšně vzdorují. Vakcína proti malárii se vyvíjí, ale úspěšnost očkování je zatím nedostatečná.
Nůžky střihnou pohlaví
Crisanti využil k tvorbě komáří „pánské jízdy“ gen pro bílkovinnou molekulu, která slouží jako speciální molekulární nůžky. Tyto nůžky stříhají dvojitou šroubovici DNA na vybraných místech dědičné informace. Crisanti a jeho spolupracovníci zvolili nůžky stříhající části dědičné informace určující pohlaví. Komáři Anopheles gambiae mají pohlaví určeno podobně jako člověk. V jejich dědičné informaci se nachází dvojice tzv. pohlavních.
Životní cyklus komára1/ Dospělec: Samice kladou vajíčka do stojaté vody. Dospělí jedinci žijí maximálně čtyři týdny. 2/ Vajíčka: Jsou spojená dohromady a tvoří „vor“ na vodní hladině. 3/ Larva: Na rozdíl od našich komárů nemají larvy Anopheles dýchací trubičku. Proto „nevisí“ na hladině, ale splývají. 4/ Kukla: Vzniká po čtvrtém svléknutí larvy. 5/ Zimnička se slinami nakažené samičky komára dostane do lidského těla (samci sají nektar z květů). 6/ Parazit proniká do jater, kde napadá červené krvinky a přechází do dalšího stadia svého vývoje – merozoitu. 7/ Napadené krvinky prasknou a vypustí merozoity do krve. 8/ Komáři se infikují zimničkami z krve nemocného. V jejich těle se parazit asi 14 dní množí a vyvíjí, než se dostane do slinných žláz. Komáři přenášejí nemoc teprve od této chvíle. Buňky přenos zimniček, vznik malárie Malárie se omezuje sice pouze na tropické oblasti, přesto je jednou z nejrozšířenějších infekčních nemocí světa. Způsobují ji prvoci zimničky, které při svém šíření spoléhají na tropické komáry rodu Anopheles. |
Samci komára jsou pro člověka neškodní. Krev sají jen samice, chromozomů, označovaných jako X a Y. Pokud komár zdědí od rodičů dva chromozomy X, bude z něj samička. Pokud se u něj sejdou chromozom XaY, vyroste z něj sameček. Samičky předávají potomkům ve vajíčku jeden ze svých chromozomů X, a na pohlaví potomka tak nemají vliv. Samci vytvářejí dva druhy spermií. V jedněch se nachází chromozom Y a ty po oplodnění vajíčka zajistí vývoj v samečka. V druhých spermiích je chromozom X. Pokud oplodní vajíčka ony, vylíhnou se z nich samičky.
Molekulární nůžky, které vnesl Crisanti se svým týmem do dědičné informace komárů Anopheles gambiae, stříhají chromozom X v tvořících se spermiích. Pokud spermie obsahuje „samčí“ chromozom Y, nůžky nemají ve spermii co stříhat a spermie má nepoškozenou dědičnou informaci.
Pokud ale spermie nese pohlavní chromozom X, molekulární nůžky ho rozstříhají a spermie s takto poškozenou DNA zanikají. Komáři, kterým vědci podstrčili do dědičné informace gen pro molekulární nůžky, produkují v drtivé většině jen spermie s pohlavním chromozomem Y, a proto mezi jejich potomky převažují synové.
Kolaps v kleci
Crisanti dokázal změnit poměr pohlaví u komárů chovaných v laboratoři. Otevřená zůstává otázka, jestli laboratorně odchovaní komáři vysazení do přírody způsobí kolaps i mezi „divokými“ komáry. Výsledek laboratorní zkoušky provedené Crisantiho týmem vzbuzuje naděje.
Vědci osadili speciální klece padesáti samečky a padesáti samičkami divokých komárů. Ti se v klecích nerušeně množili, dokud k nim vědci nepřidali samečky schopné plodit pouze syny. Během šesti generací se přestali komáři v klecích rozmnožovat. Neobjevovala se skoro žádná nově nakladená vajíčka. Převahu osazenstva klecí tvořili samečci a samičky se vyskytovaly jen vzácně.
Crisanti a spol. uvádějí ve studii publikované ve vědeckém časopise Nature Communications, že v laboratorních podmínkách je nová metoda boje s komáry nejméně stokrát účinnější než jiné dosud zkoušené strategie hubení přenašečů malárie.
Další fronty boje s malárií
Molekulární genetici se zapojili do boje s malárií na více frontách. Jednou z nich je vnášení „smrtících genů“ do dědičné informace komárů a jejich vypouštění do oblastí, kde hrozí nákaza. Díky genu vnesenému do dědičné informace dokážou tito komáři dokončit vývoj z larvy jen v laboratoři.
Pokud se ocitnou v přírodě, zplodí potomstvo s divokými komáry a předají mu časovanou genetickou bombu. Larvy, které „smrtící gen“ zdědily, nenacházejí v přírodě podmínky pro přežití a hynou. Populace komárů se tak redukuje často jen na čtvrtinu původních počtů. To má za následek dramatický pokles šíření chorob přenášených komáry.
Další strategie využívá toho, že komáři nakažení bakterií Wolbachia získávají imunitu proti zimničkám. I když se takový komár napije krve nemocného člověka, zimnička v jeho organismu obsazeném wolbachií nepřežije a hyne. Tito komáři nemohou malárii přenášet.
Komáři Anopheles jsou k wolbachiím velmi odolní. Vědcům se však podařilo vyšlechtit wolbachie, které si s komáří imunitou poradí. Výhoda této metody spočívá v tom, že nakažené samičky předávají wolbachii potomkům. Pokud se podaří bakterii zanést do divoké populace, bude se tam udržovat sama a s ní nezmizí ani odolnost komárů k malárii.
Velký otazník stále visí nad vypouštěním komárů s pozměněnou DNA nebo komárů nakažených laboratorními kmeny wolbachie do volné přírody. Přínos v boji se smrtícími chorobami je jednoznačný. Určité obavy ale panují z možných dopadů na životní prostředí. I komáři mají v přírodě své místo a své role, a pokud zmizí, může to mít těžko předvídatelné následky.
