經銷網絡

您所在位置:首頁 > 經銷網絡 > 正文

蚊子基因組開辟了減少昆蟲傳播疾病的新途徑

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-09-26瀏覽次數:1224

蚊子埃及伊蚊是一種強大而豐富的物種:它棲息在六大洲,攜帶致命的病毒,可以放棄叮咬。但直到最近,它的基因組仍然被毀了。

在過去十年中,試圖研究蚊子DNA的研究人員只有可以使用的片段 - 遺傳樣本不會聚集在一起形成一個有凝聚力的整體。然而,由洛克菲勒科學家領導的一項多機構研究最近為埃及的伊蚊基因組制作了一個新的藍圖,該藍圖大大改進了其前身。該研究發表在Nature雜志上,描述了這種新資源的重要應用,包括減少蚊子傳播疾病的多種策略。

建立更好的基因組

像其他幾種蚊子一樣,Ae。埃及伊蚊帶有有害的病原體,包括寨卡病毒,登革熱和黃熱病,每年將這些疾病傳播給數億人。許多研究人員認為,控制感染的最佳方法是更好地了解感染者。為此,2007年科學家對蚊子的大型重復基因組進行了測序。雖然這項努力的結果使得十多年的蚊子遺傳研究成為可能,但當時的技術是有限的,并且基因組具有顯著的缺點。

Leslie B. Vosshall實驗室的研究專家Ben Matthews說:“在基因組的許多部分,我們不確定它們是如何組合的,我們不確定它是否完整。” “如果你不相信DNA序列組裝正確,你就不會走得太遠。”

洛克菲勒的科學家并不是唯一受可疑DNA數據阻礙的科學家。馬修斯回憶起與其他機構的蚊子研究人員會面,他們的項目由于缺乏可靠的遺傳信息而變得太耗時或完全不可能。隨著2016年寨卡病毒的爆發,科學家們因疾病成為公共衛生危機而感到沮喪。 Vosshall,Robin Chemers Neustein教授認為是時候采取行動了。

“我聽說我的實驗室成員找不到我們正在研究的基因的完整版本,”她說。 “所以我把我的挫敗感帶到推特上,并迅速組建了伊蚊基因組工作組。”

Vosshall和她的同事們與來自世界各地的大學和行業合作伙伴合作,以獲得基因組學的最新進展。該團隊首先發送了一份Ae樣本。太平洋生物科學公司的aegyptiDNA,其技術使基因序列比2007年更長。接下來,Bionano Genomics的科學家確定了這些長序列如何組合在一起。最后,貝勒大學的研究人員使用一種名為Hi-C的方法來確定序列在整個染色體上的排列方式。

“這是一項昂貴的工作,如果沒有我們公司合作伙伴的工具和專業知識的捐贈,我們就無法取得成功,”Vosshall說。 “4,143封電子郵件和1,102天后,發表這篇論文非常令人滿意!”

該合作產生了一個全面的Ae目錄。 aegyptiDNA - 一種與它來自的物種一樣強大的基因組。該團隊浪費了他們工作時間的新工具。

了解敵人

研究人員配備了高質量的基因組藍圖,描述了以前未識別的基因。例如,他們發現了編碼許多新型離子型受體(IR)的基因,這些受體可檢測環境中的氣味,并幫助將蚊子引導到重要位置,例如產卵的地方,或成熟裸露的膝蓋,用于覓食。隨著關于IR的新遺傳細節,研究人員現在可以開發新的驅蟲劑,干擾蚊子發現和咬我們的能力。

在分析基因組時,研究人員還指出,一些蚊子有多個拷貝的編碼谷胱甘肽S-轉移酶(GST)的基因,它可以中和農藥的毒性作用。馬修斯說,這一發現顯示了Ae。埃及伊蚊通過添加破壞旨在殺死它們的化學物質的基因,不斷發展以保護自己免受人工毒素的侵害。這一發現可以幫助研究人員制造化學品并消除對現有殺蟲劑具有抗藥性的蚊子。

一種更環保的策略,針對攜帶疾病的蠕蟲,而不是直接殺死它們,而是以對人類威脅較小的方式修復它們的基因。研究人員報告說,他們的新基因組研究為如何完成這種遺傳調整提供了一些想法。

第一個涉及一點性別歧視。只有女性Ae。埃及的血腥盛宴;因此,減少女性需要減少病毒的傳播。通過咨詢新的基因組,研究人員可以確定負責確定蚊子性別的基因,這一發現可用于設計僅限雄性的種群。并且,正如馬修斯所說:“沒有女人,沒有叮咬,沒有疾病。”

然而,并非所有雌性蚊子都攜帶病毒。例如,研究人員知道一些Ae。埃及伊蚊不能感染登革熱病毒,因此不能傳染給人類。利用新的基因組,該團隊能夠確定控制病毒易感性的基因的位置。通過進一步的研究,科學家可以改變Ae。埃及伊蚊的DNA使該物種無法傳播疾病。

“為了有效地編輯蚊子基因組,你不僅需要了解所涉及基因的序列,”馬修斯說。 “你還需要了解周圍DNA區域的序列,以便知道在哪里插入所需的基因。這就是為什么這個新的基因組是正確和完整的。”

一系列改進

這些發現僅突出了基因組潛在應用的一小部分。 Vosshall Labs正在積極地使用這個工具進行新的實驗 - 而且他們并不孤單。在他們的研究正式發表前一年,該小組在線發表了他們的基因組。幾乎立即,世界各地的科學家開始將這些數據納入他們的研究中。

“一旦基因組公開,人們就會開始深入研究它,”馬修斯說。 “成千上萬,甚至數百個實驗室都在工作中使用過它,這個數字只會隨著我們論文的發表而增長。”

這項研究不僅可以幫助研究蚊子的科學家,也可以幫助那些試圖提高不同物種基因組資源質量和可用性的人。

“除了獲得最好的基因組埃及伊蚊。我們還提出了如何組裝這樣一個棘手的基因組的路線圖 - 不需要72位共同作者和三年的工作,“馬修斯說。 “這制定了采取任何生物體并將其變成可遺傳和易處理的動物的策略。我認為這真的令人興奮。“

蓝海赚钱