蚊子传播的病毒会导致潜在的致命疾病，例如寨卡病毒、登革热和黄热病。美国陆军资助的一项新研究使用基因编辑使某些雄性蚊子不育并减缓这些疾病的传播。
陆军协作生物技术研究所和加州大学圣巴巴拉分校的研究人员使用一种称为 CRISPR-Cas9 的基因编辑工具来靶向与雄性蚊子生育能力相关的特定基因。据 yourgenome.org 称，CRISPR-Cas9 是一种基因组编辑工具，正在科学界引起轰动。它“比以前的 DNA 编辑技术更快、更便宜、更准确，并且具有广泛的潜在应用。”
研究人员对埃及伊蚊进行了实验，这些蚊子在世界各地的热带、亚热带和温带地区都有发现。这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究揭示了突变如何抑制雌性蚊子的生育能力。
美国陆军作战能力发展司令部(现称为陆军研究实验室 DEVCOM)的 ICB 项目经理詹姆斯·伯吉斯博士说：“这是合成生物学工具如何展示无与伦比的实用性的又一个重要且令人兴奋的例子。”“在这种情况下，从电锯到手术刀的精确度增加导致正确的生化结果，可以大大减少传染性很强的蚊子的数量。”
为了管理种群，科学家们使用了一种称为不育昆虫技术的病媒控制方法，在这种方法中，他们饲养了大量雄性不育昆虫，然后释放这些雄性昆虫的数量超过了野生昆虫的数量。在找到可育的雄性之前与不育的雄性交配的雌性本身就会变得不育，从而减少下一代的体型。
多次重复此技术有可能使种群崩溃，因为每一代都比上一代小;随着时间的推移，释放相似数量的不育雄性会产生更大的影响。
昆虫不育技术可有效控制许多农业害虫，包括地中海果蝇，这是加利福尼亚的一种农作物害虫。也曾用埃及伊蚊进行过尝试，但效果有限。
过去，科学家们使用化学物质或辐射来对雄性埃及伊蚊进行消毒，但化学物质或辐射会影响蚊子的健康，以至于它们与雌性交配的成功率较低，这削弱了昆虫不育技术的有效性。
研究小组希望确定一种更有针对性的方法，同时减少附带损害，使蚊子中的一个基因发生突变，该基因专门导致雄性不育，而不会影响昆虫的健康。
“当 CRISPR/Cas9 几年前问世时，它只是提供了新的机会来做你以前无法做的事情，”加州大学圣巴巴拉分校的杰出教授 Craig Montell 博士说。“所以，我们开始研究埃及伊蚊的时机似乎合适。”
研究人员在雄性埃及伊蚊中使用基因编辑，发现突变雄性蚊子不产生精子，与之前的努力不同，不育种蚊在其他方面完全健康;然而，该团队不确定是否需要精子(尽管来自不育雄性的有缺陷的精子)才能使雌性蚊子不育，或者是否只需要转移精液。
在一项实验中，研究人员在 24 小时内将 15 只突变雄性引入了一组 15 只雌性。然后他们将雄性换成了 15 只野生型雄性，并将它们留在那里。
“基本上，所有雌性都保持不育，”蒙特尔说。“这证实了男性可以在不产生精子的情况下抑制女性的生育能力。”
接下来，研究人员着手确定时间如何发挥作用。他们将雌性暴露于变异雄性的时间不同。科学家们注意到 30 分钟后几乎没有差异，但在那之后女性的生育能力迅速下降。Montell 指出，即使在前 10 分钟内，雌性平均也会交配两次。这表明雌性在变得不育之前必须与许多不育的雄性交配。
将雌性与雄性结合 4 小时将雌性生育能力降低到正常水平的 20%。八小时后，数字开始趋于平稳，约为 10%。
根据蒙特尔的说法，埃及伊蚊种群很容易从生育率下降 80% 中恢复过来。昆虫不育技术的成功来自于随后连续释放不育雄性，每次释放都将比上一次更有效，因为不育雄性占种群的比例不断增加。
该团队计划继续调查蚊子的交配行为和生育能力。他们正在设计一种方法来维持雄性种群，这样它们只能在野外而不是在实验室中不育。此外，他们正在表征雄性交配行为，以发现抑制蚊子数量的新方法。
“我们对研究埃及伊蚊行为的许多方面非常感兴趣，因为这些蚊子影响了很多人的健康，”蒙特尔说。“每年都会因蚊媒疾病而大流行。
