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原标题:蚊子基因组开辟了减少昆虫传播疾病的新途径宝

浏览次数:152 时间:2019-10-01

据美国《新闻周刊》网站近日报道,一个国际研究小组绘制出了埃及伊蚊的基因组,发现了几种新基因,包括一些能解释为什么蚊子喜欢叮咬特定人群的基因。这项发表于《自然》杂志的新研究有助于科学家研发新型驱蚊剂以及控制疾病传播。

蚊子埃及伊蚊是一种强大而丰富的物种:它栖息于六大洲,可以携带致命的病毒,并且可以放弃叮咬。但直到最近,它的基因组还是破烂不堪。

埃及伊蚊是传播寨卡、登革热和黄热病等危险疾病病原体的主要物种,每年感染全球数亿人。科学家认为,更好地了解这种昆虫的基因组有助防治感染。

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论文作者之一、澳大利亚伯格霍弗医学研究所的戈达娜·拉西奇称,“揪出”这种基因或有助于研究人员控制疾病传播——他们可以采取各种方法修改蚊子的这种基因。

在过去十年中,试图研究蚊子DNA的研究人员只有片段可以使用 - 基因样本没有聚集在一起形成一个有凝聚力的整体。然而,最近由洛克菲勒科学家领导的一项多机构研究产生了埃及伊蚊基因组的新蓝图,该蓝图大大改进了其前身。该研究发表在“自然”杂志上,描述了这一新资源的重要应用,包括减少蚊子传播疾病的多种策略。

科学家们此前只掌握了埃及伊蚊基因组的不完整片段。而该国际团队是在应对2015年至2016年的寨卡病毒疫情时开始这项研究的。在基因组学最新进展的帮助下,他们现在拥有了最“全面的埃及伊蚊DNA目录”,从而确定了此前未确认的基因特征。

建立更好的基因组

他们发现了一些特殊基因,比如为亲离子受体编码的基因,IR能助蚊子在环境中检测气味,并帮助引导蚊子靠近重要地点,如产卵地点或人类皮肤。这些新信息可以帮助研究人员研发出新的驱蚊剂,干扰蚊子发现和叮咬我们的能力。

像其他几种蚊子一样,Ae。埃及伊蚊携带有害的病原体,包括寨卡病毒,登革热和黄热病,每年将这些疾病传播给数亿人。许多研究人员认为,控制感染的最佳方法是更好地了解感染者。为此,2007年科学家们对蚊子大而重复的基因组进行了测序。虽然这项努力的结果使得十多年的蚊子遗传研究成为可能,但当时的技术是有限的,并且基因组具有显着的缺点。

研究小组还发现,一些蚊子的基因组有多个编码谷胱甘肽S-转移酶基因的副本,这种酶可以抵消灭蚊剂的毒性,科学家或许可借此制造出能杀死具有抗药性蚊子的新型灭蚊剂。

Leslie B. Vosshall实验室的研究专家Ben Matthews说:“基因组在很多部分中,我们不确定它们是如何组合在一起的,我们也不确定它是否完整。”“如果你不能相信DNA序列是正确组装的,你就不会走得太远。”

除了开发杀死蚊子或驱除蚊子的新技术,新研究还有助于修改埃及伊蚊的基因,进而改变其种群规模,因为该物种只有雌性吸血,减少它们的数量才会降低疾病的传播率。此外,最新研究还有助于科学家研究其它动物物种。

洛克菲勒的科学家并不是唯一受到可疑DNA数据阻碍的科学家。马修斯回忆起会见其他机构的蚊子研究人员,他们的项目由于缺乏可靠的遗传信息而变得过于耗时或完全不可能。随着2016年寨卡病毒爆发,随着该疾病成为公共卫生危机,科学家的挫败感升级。Robin Chemers Neustein教授Vosshall认为是时候采取行动了。

“我听说我的实验室成员无法找到我们正在研究的基因的完整版本,”她说。“所以我把我的挫败感带到Twitter,并迅速组建了伊蚊基因组工作组。”

Vosshall和她的同事们与来自世界各地的大学和行业合作伙伴合作,获得了基因组学的最新进展。该团队首先发送了一份Ae样本。太平洋生物科学公司的aegyptiDNA,其技术使基因序列比2007年的研究长得多。接下来,Bionano Genomics的科学家确定了这些长序列如何组合在一起。最后,贝勒大学的研究人员使用一种名为Hi-C的方法来确定序列在整个染色体上的排列方式。

“这是一项昂贵的工作,如果没有我们公司合作伙伴的仪器和专业知识的捐赠,我们就无法取得成功,”Vosshall说。“4,143封电子邮件和1,102天后,发表这篇论文真是令人欣慰!”

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