近日,來自Pirbright研究所的研究人員成功分離到了一種特殊基因,該基因可以從傳播瘧疾的蚊子種群中幫助確定雄性蚊子,相關研究刊登於Science雜誌上,文章中研究者對名為Yob的基因特性進行了描述分析,該基因是岡比亞按蚊 決定過程的主要控製子。
在昆蟲群體中,性別通常是在昆蟲出生的幾個小時內通過最基本的遺傳信號所決定的,而這些遺傳信號會激活一係列基因的表達,這些基因所產生的性別特異性產物最終會控製昆蟲個體發育成雄性或雌性,而其發育背後的分子機製存在非常大的可變性,尤其是不同群體的昆蟲的原始性別決定基因會發生明顯地變化。和人類類似,許多昆蟲都擁有一對兒性染色體,Y染色體包含著主要的雄性決定基因。
文章中,研究者利用高通量的測序技術對岡比亞按蚊雄性蚊子和雌性蚊子胚胎所產生的遺傳信息進行測序分析研究,在對測序數據進行對後後,研究者發現,僅在雄性蚊子機體中,轉錄物的片段才和Yob蛋白項符合;研究者進一步研究發現,Yob是由Y染色體所編碼的,而且Yob的活性僅限於雄性機體,而且其對於產生性別決定通路基因的雄性特異性產生非常必要。
研究者表示,Yob的轉錄物對雌性蚊子有害,當將該蛋白注射到岡比亞按蚊性別混合的早期胚胎中或者阿拉伯按蚊機體中時,在胚胎孵育出來之前,蛋白Yob就可以殺滅雌性蚊子胚胎,而雄性蚊子胚胎則不受影響;相反,使得胚胎中Yob沉默表達則對於雄性是致死性的,相關研究結果表明,除了確定雄性之外,Yob蛋白對於控製劑量補償作用非常關鍵,而劑量補償作用通常會平衡雄性單一X染色體和雌性雙X染色體上基因表達產物的水平。
研究者認為,本文研究對於控製瘧疾或許非常重要,瘧疾作為撒哈拉大沙漠以南非洲地區的主要流行性疾病,每年至少引發2億臨床感染病例,而且每年會有50萬人死亡。當前利用殺蟲劑來控製蚊子依舊是有效抵禦瘧疾的主要手段,但隨著殺蟲劑的使用蚊子群體的藥物耐受性越來越強,常用的殺蟲劑慢慢變得不再有效,當然這就要求科學家們開發出一種新型持久性的策略來有效抑製蚊子傳播瘧疾,而基於遺傳性策略,比如控製農業害蟲或許會大有作為。本文研究中研究者發現了Yob蛋白或具有殺滅雌性蚊子的特性,這或許就可以為科學家們提供一種強有力的工具來對雄性按蚊進行工程化操作從而有效控製瘧疾的傳播。
原始出處:
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Krzywinska E, Dennison NJ, Lycett GJ, Krzywinski J.Ain the.Science. 2016 Jul 1;353(6294):67-9. doi: 10.1126/science.aaf5605.