マラリア対策に有望な2つの新戦略が登場した。マラリアは毎年40万人以上の命を奪う病気で、その犠牲者の大半はサハラ以南のアフリカに住む5歳以下の子どもたちだ。
どちらの新戦略も、ハマダラカ属の蚊をマラリア原虫に対してより強くすることを目指している。マラリア原虫は蚊の体内にすみ、雌の蚊が人間の血を吸う際に人へ感染する。
蚊を原虫に対して抵抗力のある状態にすれば、殺虫剤や蚊帳など、ほかのマラリア対策を繰り返し継続して使う必要性を減らせる。
ジョンズ・ホプキンス・ブルームバーグ公衆衛生大学院のマラリア研究所に所属する研究チームは、マラリアを媒介する蚊の間で急速に広がり、長期にわたって存続する細菌株を発見した。研究チームはこの細菌株を遺伝子改変し、マラリア原虫の発育を強く抑えるようにした。その結果、蚊が原虫を人にうつす可能性が大幅に低下した。
別の研究チームは、遺伝子改変によってマラリアを媒介する蚊の免疫系を強化した。この遺伝子変化は、蚊の体内でマラリア原虫を抑えるだけでなく、蚊の交尾相手の好みを変えることで、試験集団内に急速に広がった。
両チームの初期の有望な成果が今後も確認されれば、改変した細菌や蚊を、いずれ野生の蚊の集団に放つことができるかもしれない。そこで遺伝子変化が広がり、最終的には人へのマラリア感染を減らすことが期待される。
奇妙な微生物
最初の研究では、最初の研究で、新たな蚊感染性細菌株が偶然発見された。
「別の細菌を使って研究していたところ、プロジェクトの研究者が、蚊の卵巣に細菌コロニーがある証拠をたまたま見つけました」と、筆頭著者で分子微生物学・免疫学の教授、マルセロ・ジェイコブス＝ロレーナは語る。「これは珍しいことでした。通常、細菌が見つかるのは蚊の腸内だけです」
彼のチームはほどなく、この奇妙な微生物がセラチア属細菌の一株であると特定し、セラチア属AS1と名付けた。
研究者たちは、蚊の集団に感染し、蚊自体には害を与えずに、蚊が保有するマラリア原虫を殺す遺伝子改変細菌の開発を進めてきた。こうした細菌を効率よく広げることが大きな課題だったが、実験により、セラチア属AS1がその役割にほぼ理想的であることが明らかになった。ほかの蚊感染性細菌とは異なり、セラチア属AS1は、交尾時に雄から雌へ、また雌から子へ容易に伝わることが分かった。
科学者たちはセラチア属AS1に、強力な抗マラリアタンパク質を作る5つの遺伝子を加えて改変した。これらのタンパク質の働きにより、細菌は定着した蚊の体内で原虫の発育を強く抑制し、原虫の初期段階の量を90％以上減らした。実験では、改変したセラチア属AS1細菌が、蚊自体の寿命や繁殖力に大きな影響を与えないことも示された。
「これまでのところ、これらの抗マラリアタンパク質はあらゆるマラリア原虫に有効であり、それを持つセラチア属AS1細菌は、マラリアを媒介するどの蚊種にも入り込めることを示す証拠がそろっています」とジェイコブス＝ロレーナは語る。
蚊の交尾相手の好みを変える
2つ目の研究では、2つ目の研究で、同じく分子微生物学・免疫学の教授であるジョージ・ディモプロス率いるチームが、マラリアを媒介するハマダラカ属の蚊のDNAに小さな変更を加え、免疫関連遺伝子の働きを高めた。免疫力が強まったことで蚊はマラリア原虫の感染に対する抵抗力が増し、その結果、原虫を人にうつす可能性が低下した。
この結果は予想されていた。予想外だったのは、改変した蚊が、改変個体と未改変の野生型個体が混在する集団で、遺伝子改変を後の世代に非常に高い効率で広げたことだった。
この意外な結果を調べたディモプロスらは、蚊の免疫関連遺伝子を強化すると、蚊の腸や生殖器官にいる細菌種の構成も変わることを発見した。昆虫の「マイクロバイオータ」のこの変化が、さらに交尾相手の好みの変化につながった。改変した雄の蚊は未改変の野生型の雌を好むようになり、一方、野生型の雄は改変した雌を好むようになった。
「マイクロバイオータを変えることで、改変した蚊の匂いを変えているのだと考えています。それが交尾相手の好みを変えるのです」とディモプロスは語る。「この場合、交尾相手の好みの変化は理想的です。蚊が交尾相手をめぐって競うとき、遺伝子改変された子孫が生まれる可能性を最大限に高めるからです」
ディモプロスが改変した蚊の集団は、現在まで7年以上にわたり研究室の飼育群で維持されており、その間、明らかな有害な副作用もなく、マラリアへの高い抵抗力を保っている。
2つの研究グループは、研究成果を学術誌サイエンスに発表した。
両研究には、米国国立アレルギー・感染症研究所とブルームバーグ・フィランソロピーズが資金を提供した。ジェイコブス＝ロレーナの研究には、中国科学院と中国国家自然科学基金委員会も資金を提供した。
