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Advances in CRISPR/Cas9-Based Gene Editing Technology in Mosquitoes
基于 CRISPR/Cas9 的蚊虫基因编辑技术进展
作者:Xiaohui Liu, Xinyu Zhou, Xiaoxue Xie, Chunxiao Li
蚊虫传播的传染病（如登革热、寨卡热、黄热病和疟疾）对全球公共卫生构成了严重威胁，特别是在气候变暖和杀虫剂抗性上升的背景下，蚊虫活动范围的扩张进一步加剧了这些疾病的流行风险。传统的控制方法（如疫苗开发和化学杀虫剂）面临诸多挑战，而CRISPR/Cas9基因编辑技术因其高效、精确、便捷和成本较低的优势，成为研究蚊虫基因功能和开发新型病媒控制策略的关键工具。通过CRISPR/Cas9技术，研究者可以靶向操控与病毒复制、种群抑制、表型变异和杀虫剂抗性相关的蚊虫基因，从而为蚊媒传染病的防控提供创新的解决方案。
2024年9月21日，军事医学研究院李春晓研究员团队在国际同行评议期刊Zoonoses发表题为《Advances in CRISPR/Cas9-Based Gene Editing Technology in Mosquitoes》的综述。
文章重点讨论了CRISPR/Cas9在四个主要蚊虫领域的应用：(1) 蚊媒传染病的防控，例如通过编辑与病原体生命史相关的关键基因（如FREP1和GCTL-3）抑制病原体在蚊体内的感染与传播；(2) 蚊虫种群的抑制，包括对性别决定基因（如Nix）和生殖相关基因（如CRVP379和dsx）的操控，借助基因驱动技术实现种群控制；(3) 蚊虫表型筛选，如通过编辑嗅觉、视觉和运动控制的关键基因（如Orco），研究蚊虫的行为变化；(4) 蚊虫抗药性研究，通过CRISPR/Cas9编辑与杀虫剂抗性相关的关键基因（如VGSC的L1014F和V402L位点），评估蚊虫对杀虫剂的抗性变化。此外，文章还介绍了新型技术（如ReMOT控制技术和DIPA-CRISPR）的发展，这些技术通过避开传统的胚胎显微注射方法，提高了基因编辑的效率和可操作性。
作者强调了CRISPR基因编辑技术在蚊虫研究中的广泛应用和未来发展方向。作者指出，全球变暖和杀虫剂的滥用已导致蚊媒病原体的传播范围扩大和抗性增强，而CRISPR技术的出现为蚊媒控制带来了新希望。当前的研究集中在识别与蚊虫表型、抗性和病原体相互作用相关的关键基因，这些研究依赖于全球的转录组数据库。未来的研究方向包括通过新型技术（如ReMOT Control和DIPA-CRISPR）来克服传统胚胎注射的限制，简化基因编辑流程，并使更多实验室能够参与到这一研究中。此外，基因驱动（Gene-drive）技术的开发使得操控蚊虫种群的可能性大幅提高，但也伴随着环境安全性和伦理问题的争议。作者呼吁未来的研究应在技术改进和政策制定之间取得平衡，确保基因编辑技术的安全性和可控性。
图1 CRISPR-Cas9系统切割和修复途径
图2 CRISPR-Cas9技术在蚊虫中的应用及基因功能验证
图3 ReMOT控制技术与传统胚胎微注射的区别
感谢Zoonoses青委、清华大学张礼铭博士撰写中文评述。
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Citation:
Liu XH, Zhou XY, Xie XX, Li CX. Advances in CRISPR/Cas9-based gene editing technology in mosquitoes. Zoonoses. 2024, 4(1): 29. DOI: 10.15212/ZOONOSES-2024-0020
https://www.scienceopen.com/hosted-document?doi=10.15212/ZOONOSES-2024-0020
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