基因體完整圖譜出師 蚊蟲退散

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茲卡病毒(Zika)、登革熱(dengue)和黃熱病係由埃及斑蚊(Aedes aegypti)傳播的急性病毒性傳染病,每年約有數億人受感染。知己知彼,百戰不殆,因此許多科學家表示,抑制傳染病的最佳方法是更好地了解傳播的蚊子。2007 年,科學家首次進行蚊子的基因體定序,雖然該研究產生許多有價值的數據,但也僅限於片段 DNA,缺乏完整性。因此,仍需更多的研究或使用更先進的技術確定其 DNA 序列是正確組裝的或者是完整的。

近日,洛克菲勒大學研究團隊與來自世界各地的 72 位共同作者,以及資助他們的技術和專業知識的企業一同合作,耗時三年,描繪出埃及斑蚊基因體圖譜和其應用,包含減少蚊子傳播疾病的多種策略。該研究刊登於《Nature》。

該研究團隊將物理和細胞基因體學圖譜連結再一起,他們發現一個能編碼數十種新型離子型受體(ionotropic receptors, IRs)的基因,該基因能檢測環境中的氣味,並幫助將蚊子引導到人類寄主和產卵部位。有了關於 IR 的新基因細節,他們能著手開發新的驅蟲劑,以干擾蚊子發現和咬人類。

接著,他們發現一些蚊子有多許個基因拷貝編碼穀胱甘肽S-轉移酶(glutathione S-transferase, GST),GST 能中和殺蟲劑的毒性作用。埃及斑蚊正在不斷演化跟發展,它們能藉由破壞志在殺死它們的化學物質的基因來保護自己免受人造毒素的侵害。該發現也幫助研究團隊製造化學物質或者直接修補它們的基因,以消除對現有殺蟲劑具有抗性的蚊子或降低其威脅性。

此外,他們也進一步了解性別決定 M 基因座的大小和組成,並揭示了拷貝數變異,並且非所有雌性蚊子都攜帶病毒。,他們能利用新的基因體來確定控制病毒易感性的基因位置,然後透過進一步的研究,他們改變了埃及斑蚊的 DNA 特性,使其無法傳播疾病。

該研究作者 Ben Matthews 表示,為了有效地編輯蚊子的基因體,人們所需要了解的不僅是相關基因的序列,還需要了解周圍 DNA 區域的序列,以便知道在哪裡插入所需的基因。

延伸閱讀:歐、亞、非三洲種族基因變異 登革熱防護力大不同

參考資料:
1. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0692-z
2. https://www.rockefeller.edu/news/24300-mosquito-genome-opens-new-avenues-reducing-bug-borne-disease/

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