Жұқпалы аурулармен күрес - эволюцияға қарсы жарыс. Бактериялар антибиотиктерге төзімділікті дамытады, ал вирустар тез таралу үшін үнемі дамиды. Жәндіктер арқылы берілетін аурулар тағы бір эволюциялық күрес алаңын білдіреді: жәндіктердің өздері адамдар оларды өлтіру үшін қолданатын уларға төзімділікті дамытады.
Атап айтқанда, масалардан тарайтын безгек жыл сайын 600 000-нан астам адамның өмірін қияды. Екінші дүниежүзілік соғыстан бері,инсектицидтер—безгек паразитімен жұқтырған Anopheles масаларын жоюға арналған химиялық қарулар — безгекпен күресу үшін қолданылған.
Дегенмен, масалар мұны тез арада жүзеге асыру стратегияларын әзірлейдіинсектицидтер тиімсізмиллиондаған адамдарды өлімге әкелетін инфекциялардың қаупінің жоғарылауына ұшыратады. Жақында жарияланған әріптестеріммен бірге жүргізген зерттеуім мұның себебін түсіндіреді.
Эволюциялық генетик ретінде мен табиғи сұрыпталуды — бейімделгіш эволюцияның негізін зерттеймін. Тіршілік ету үшін ең пайдалы генетикалық вариациялар тиімсіз вариацияларды алмастырады, бұл түрлердің өзгеруіне әкеледі. Anopheles масаларының эволюциялық мүмкіндіктері шынымен таңқаларлық.
1990 жылдардың ортасында Африкадағы Anopheles масаларының көпшілігі бастапқыда хризантемадан алынған пиретроидты инсектицидтерге сезімтал болды. Масалармен күрес негізінен пиретроидқа негізделген екі әдіске сүйенді: ұйықтап жатқан масаларды қорғау үшін инсектицидпен өңделген масалар торлары және ғимарат қабырғаларына қалдық инсектицид спрейлері. Тек осы екі әдістің өзі 2000 және 2015 жылдар аралығында безгектің 500 миллионнан астам жағдайының алдын алған болуы мүмкін.
Дегенмен, Ганадан Малавиге дейінгі масалар қазір пестицидтерге бұрынғы өлімге әкелетін дозадан 10 есе жоғары концентрацияда төзімділікті жиі дамытып жатыр. Anopheles масаларын бақылау шараларынан басқа, ауылшаруашылық жұмыстары масаларды байқаусызда пиретроидты инсектицидтерге ұшыратып, олардың төзімділігін одан әрі күшейтуі мүмкін.
Африканың кейбір бөліктерінде Anopheles масалары безгекті бақылау үшін қолданылатын инсектицидтердің төрт класына төзімділік танытты.
Анофелес масалары мен безгек паразиттері Африкадан тыс жерлерде де кездеседі, онда пестицидтерге төзімділікті зерттеу сирек кездеседі.
Оңтүстік Американың көп бөлігінде безгектің негізгі тасымалдаушысы - Anopheles darlingi масалары. Бұл масалар Африкадағы безгек тасымалдаушыларынан соншалықты ерекшеленеді, сондықтан ол басқа тұқымдасқа - Nyssorhynchus-қа жатуы мүмкін. Сегіз елден келген әріптестеріммен бірге мен 1000-нан астам Anopheles darlingi масаларының геномдарын талдап, олардың генетикалық әртүрлілігін, соның ішінде соңғы кездегі адам әрекетінен туындаған кез келген өзгерістерді түсіндім. Әріптестерім бұл масаларды Бразилияның Атлант жағалауынан Колумбиядағы Анд тауларының Тынық мұхиты жағалауына дейін созылып жатқан кең аумақтағы 16 жерден жинады.
Біз африкалық туыстары сияқты, *Anopheles darlingi* өте жоғары генетикалық әртүрлілікті көрсететінін анықтадық — адамдардан 20 еседен астам — бұл өте үлкен популяцияны көрсетеді. Мұндай үлкен гендік қоры бар түрлер жаңа қиындықтарға бейімделуге жақсы бейімделген. Популяция соншалықты үлкен болған кезде, қажетті артықшылықты қамтамасыз ететін тиісті мутациялардың пайда болу ықтималдығы артады. Бұл мутация тарала бастағаннан кейін, сандық артықшылықтың арқасында, тіпті бірнеше масалардың кездейсоқ өлімі де оның толық жойылуына әкелмейді.
Керісінше, Америка Құрама Штаттарында туған таз бүркіт ешқашан DDT инсектицидіне төзімділік танытпады және ақырында жойылып кету қаупіне ұшырады. Миллиондаған жәндіктердің эволюциялық тиімділігі бірнеше мың құстың эволюциялық тиімділігінен әлдеқайда асып түседі. Шын мәнінде, соңғы бірнеше онжылдықта біз Anopheles darlingi масаларындағы дәріге төзімділікпен байланысты гендерде бейімделгіш эволюция белгілерін байқадық.
Пиретроидтар мен ДДТ, басқа инсектицидтермен қатар, бірдей молекулалық нысанаға әсер етеді: жүйке жасушаларында ашылып-жабыла алатын иондық арналар. Бұл арналар ашық болған кезде, жүйке жасушалары басқа жасушаларды ынталандырады. Инсектицидтер бұл арналарды ашық қалуға мәжбүрлейді және импульстарды беруді жалғастырады, бұл жәндіктердің салдануына және өліміне әкеледі. Дегенмен, жәндіктер арналардың пішінін өзгерту арқылы төзімділікті дамыта алады.
Басқа ғалымдардың бұрынғы генетикалық зерттеулері, сондай-ақ біздің зерттеуіміз Anopheles darlingi-де бұл типтегі төзімділікті тапқан жоқ. Керісінше, біз төзімділіктің басқаша жолмен дамитынын анықтадық: улы қосылыстарды ыдырататын ферменттерді кодтайтын гендер жиынтығы арқылы. P450 деп аталатын бұл ферменттердің жоғары белсенділігі көбінесе басқа масаларда пестицидтерге төзімділіктің дамуына жауап береді. 20 ғасырдың ортасында пестицидтерді қолдану басталғаннан бері, P450 гендерінің сол жиынтығы Оңтүстік Америкада кем дегенде жеті рет тәуелсіз мутацияға ұшырады.
Француз Гвианасында P450 гендерінің тағы бір жиынтығы да ұқсас эволюциялық үлгіні көрсетті, бұл ферменттер мен бейімделу арасындағы тығыз байланысты одан әрі растады. Сонымен қатар, масалар тығыздалған контейнерлерге салынып, пиретроидты инсектицидтерге ұшыраған кезде, жеке масалар арасындағы P450 гендеріндегі айырмашылықтар олардың тіршілік ету ұзақтығымен өзара байланысты болды.
Оңтүстік Америкада пестицидтерді қолдана отырып, безгекке қарсы ауқымды күрес науқандары тек сирек жүргізілді және масалардың эволюциясының негізгі қозғаушы күші болмауы мүмкін. Керісінше, масалардың ауылшаруашылық пестицидтеріне жанама түрде ұшырауы мүмкін. Қызығы, біз ауыл шаруашылығы дамыған аймақтарда эволюцияның ең айқын белгілерін байқадық.
Соңғы жылдары жаңа вакциналардың пайда болуына және безгекке қарсы күрестегі басқа да жетістіктерге қарамастан, масаларға қарсы күрес безгектің таралуын азайтудың кілті болып қала береді.
Бірнеше ел безгекпен күресу үшін гендік инженерияны сынақтан өткізуде. Бұл технология масалардың санын азайту немесе безгек паразитіне төзімділігін төмендету үшін олардың популяциясын генетикалық түрлендіруді қамтиды. Масалардың ерекше бейімделу қабілеті қиындық тудыруы мүмкін болса да, болашағы зор.
Әріптестерім екеуміз пестицидтерге төзімділіктің пайда болуын анықтау әдістерін жетілдіру үшін жұмыс істеп жатырмыз. Геномдық секвенирлеу жаңа немесе күтпеген эволюциялық реакцияларды анықтау үшін өте маңызды болып қала береді. Бейімделу қаупі ұзақ және қарқынды селективті қысым кезінде ең жоғары болады; сондықтан пестицидтерді қолдануды азайту, өзгерту және кезең-кезеңімен тоқтату төзімділіктің дамуына жол бермеуге көмектеседі.
Үйлесімді мониторинг және тиісті жауаптар дәрілік төзімділіктің дамуымен күресу үшін өте маңызды. Эволюциядан айырмашылығы, адамдар болашақты болжай алады.
Джейкоб А. Теннессен Гарвард Т.Х. Чан қоғамдық денсаулық сақтау мектебі және Брод институты арқылы Ұлттық денсаулық сақтау институттарынан қаржыландыру алды.
Жарияланған уақыты: 2026 жылғы 21 сәуір
