兹卡病毒(Zika)、登革热(dengue)和黄热病系由埃及斑蚊(Aedes aegypti)传播的急性病毒性传染病,每年约有数亿人受感染。知己知彼,百战不殆,因此许多科学家表示,抑制传染病的最佳方法是更好地了解传播的蚊子。2007 年,科学家首次进行蚊子的基因体定序,虽然该研究产生许多有价值的数据,但也仅限于片段 DNA,缺乏完整性。因此,仍需更多的研究或使用更先进的技术确定其 DNA 序列是正确组装的或者是完整的。
近日,洛克菲勒大学研究团队与来自世界各地的 72 位共同作者,以及资助他们的技术和专业知识的企业一同合作,耗时三年,描绘出埃及斑蚊基因体图谱和其应用,包含减少蚊子传播疾病的多种策略。该研究刊登于《Nature》。
该研究团队将物理和细胞基因体学图谱连结再一起,他们发现一个能编码数十种新型离子型受体(ionotropic receptors, IRs)的基因,该基因能检测环境中的气味,并帮助将蚊子引导到人类寄主和产卵部位。有了关于 IR 的新基因细节,他们能着手开发新的驱虫剂,以干扰蚊子发现和咬人类。
接着,他们发现一些蚊子有多许个基因拷贝编码谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST),GST 能中和杀虫剂的毒性作用。埃及斑蚊正在不断演化跟发展,它们能借由破坏志在杀死它们的化学物质的基因来保护自己免受人造毒素的侵害。该发现也帮助研究团队制造化学物质或者直接修补它们的基因,以消除对现有杀虫剂具有抗性的蚊子或降低其威胁性。
此外,他们也进一步了解性别决定 M 基因座的大小和组成,并揭示了拷贝数变异,并且非所有雌性蚊子都携带病毒。,他们能利用新的基因体来确定控制病毒易感性的基因位置,然后透过进一步的研究,他们改变了埃及斑蚊的 DNA 特性,使其无法传播疾病。
该研究作者 Ben Matthews 表示,为了有效地编辑蚊子的基因体,人们所需要了解的不仅是相关基因的序列,还需要了解周围 DNA 区域的序列,以便知道在哪里插入所需的基因。
延伸阅读:欧、亚、非三洲种族基因变异 登革热防护力大不同参考资料:
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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