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Queen Ant’s Assassin —— Efficient elimination of Solenopsis invicta queen by intestinal bacteria #

Solenopsis invicta （Red imported fire ant, RIFA) stands as among the world’s most harmful invasive species, causing varying degrees of damage to health, agriculture, ecology, and infrastructure. Current control methods, relying mainly on chemicals and physics, fall short due to incomplete eradication, constraints, environmental risks, and human hazards. To counter these limitations, we developed the Queen Ant’s Assassin (QAA): a gene circuit driven by quorum sensing (QS) to release drugs to target and exterminate the RIFA queen precisely. Collaboratively designed, validated in labs, and modeled dynamically, E. coli were modified, QS used as a timing mechanism, allowing gut colonization and sequenced release of protease inhibitors and toxic proteins in RIFA larvae. Through RIFA’s social feeding patterns, drugs concentrate in the queen, resulting in population collapse. This method excels in precision, efficiency, safety, and applicability, promising significant potential for RIFA control by governments and farmers.

Solenopsis invicta （赤輸入火蟻、RIFA）は世界で最も有害な侵略的種の中に位置し、健康、農業、生態系、インフラへの様々な程度の被害をもたらします。現行の制御方法は、化学物質や物理に主に依存していますが、完全な駆除に至らず、制約、環境リスク、人間への危害といった問題があります。これらの制約を克服するために、私たちはQueen Ant’s Assassin(QAA)：クオラムセンシング（QS）によって制御される遺伝子回路を開発し、RIFAの女王を精密に標的し殺滅する薬物を放出します。共同で設計、ラボで検証、動的にモデル化されたE. coliは改変され、QSをタイミングメカニズムとして使用し、RIFAの幼虫での腸内植生及びプロテアーゼ阻害剤と毒性タンパク質の順次放出を可能にします。RIFAの社会的な食事パターンを通じて、薬物は女王体内で濃縮され、結果として個体数が急激に減少します。この方法は精度、効率性、安全性、適用性に優れ、RIFA制御に政府や農家による重要な潜在能力を約束します。

reference:

• iGEM SCAU-China Team Information
• iGEM SCAU-China Wiki