[发明专利]用于生物控制疾病传播性蚊子的新型副转基因系统

说明书

本发明技术涉及用于控制病原体的新型副转基因策略。本发明技术具体地包括一种新型副转基因系统，其被配置为向病原体/疾病传播生物体提供一个或多个抑制性RNA分子。在优选实施例中，本发明可以包括一个或多个基因工程肠道细菌，其被配置为向病原体/传播疾病的蚊子递送一个或多个干扰RNA分子。

本申请请求以2016年9月16日提交的美国临时申请号62/395,791为优先权。上述申请的整个说明书和附图通过引用整体并入本申请。

技术领域

通常，本发明的技术涉及用于控制蚊传播疾病的新型副转基因策略。具体地，本发明可以包括用于生物控制疾病传播性蚊子和/或蚊子幼虫的新型技术，系统和方法。

背景技术

通过增加表达或降低表达来调节基因表达被认为有益于治疗人类疾病。这对于那些主要调节基因已被识别的疾病尤为重要。虽然大部分工作已经扩展到增强基因表达，但下调特定基因表达同样重要。由双链RNA(dsRNA)触发的天然存在的基因沉默机制(称为小干扰RNA(siRNA))已经成为在许多系统中抑制或敲低基因表达的非常重要的工具。RNA干扰由dsRNA触发，dsRNA被RNase-III酶Dicer切割成具有特征性5'和3'末端的21-25段核苷酸片段。这些siRNA充当多蛋白复合物(包括含有蛋白质Argonaute2的PAZ/PIWI结构域)的向导，该多蛋白复合物切割目标mRNA。这些基因沉默机制具有高度特异性且有效力的，并且可能潜在地导致整个生物体中的基因表达抑制。

在过去的二十年中，基因表达技术也取得了巨大进步，包括非病毒和病毒载体的持续发展。基因表达的非病毒方法涉及使用质粒DNA(pDNA)，这具有许多优点，包括易于使用和制备，稳定性和耐热性，以及无限大小。质粒不在哺乳动物宿主中复制并且不整合到宿主基因组中，但它们可以在宿主细胞中持续存在并且表达克隆的基因数周至数月。

对使用抑制性RNA分子重新产生兴趣的一个领域是传染病，特别是由蚊子传播的传染病。例如，超过500种节肢动物传播的病毒(虫媒病毒)已经被识别，其中大约100种对人类有害。这些疾病通常由蚊子传播，影响着世界上近一半的人口，每年造成100多万人死亡，并导致与疾病负担相关的巨大经济损失。重要的是，美国正面临来自现有和新出现的蚊子传播疾病越来越多的威胁，例如寨卡病毒，其因加快的全球旅行，全球变暖和蚊子栖息地的扩大而产生。此外，对于许多由蚊子传播的疾病，包括疟疾，登革热和寨卡病毒，目前还没有疫苗。对于这些疾病，蚊子控制仍然是限制疾病传播的最佳选择。

控制蚊子或其他疾病载体种群的传统方法包括使用杀虫剂和载体控制方法。现有的传统杀虫控制方法依赖于现场技术人员，他们可能无法找到并处理许多繁殖地点，这些繁殖地点可能很多，而且往往难以进入。其他方法包括通过飞机进行区域范围的处理或使用卡车式喷雾器进行风辅助分散。不幸的是，后者未能处理许多繁殖地点，并且因环境条件变化而变得复杂。此外，对天然和人造水容器的调查表明，蚊子和其他节肢动物能够高效地寻找各种大小的隐蔽水池，栖息和产卵，包括高于地面的树洞和排水沟。结果，这些传统方法不足以有效地控制携带疾病的蚊子种群并最终防止它们携带的病原体传播给人类宿主。

在一个具体实例中，上个世纪的大多数传播载体控制策略基于化学剂，例如二氯-二苯基-三氯乙烷(DDT)。虽然杀虫剂已被成功用于控制伊蚊和按蚊的蚊子，但目前的生态和环境保护标准不允许采用这种方法，因为许多杀虫剂对包括人类在内的非目标物种产生不利影响，包括环境影响，土壤和水的污染，以及选择性过程的发展和随后的蚊子对杀虫剂的抗性。因此，必须制定新的策略来取代杀虫剂的使用。

特别地，蚊子的巨大繁殖能力和高基因组灵活性使得对这些昆虫的管理非常困难。蚊子种群对化学和生物杀虫剂的抵抗力以及它们适应不同环境条件和气候变化的能力证明了它们的高基因组灵活性。因此，迫切需要可以大规模使用并且环境友好的有效替代控制形式。