房山顯微鏡燈泡殺死瘧原蟲的新方法是細(xì)菌
作者: 發(fā)布時(shí)間:2022-07-02 17:29:57點(diǎn)擊:1772
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瘧疾作為一種古老的疾病,已有幾千年的歷史。甚至在21世紀(jì)的今天,包括非洲、東南亞、拉丁美洲和中東在內(nèi)的近100個(gè)和地區(qū)都受到瘧疾的影響。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的最新估計(jì)2016年12月,全世界共記錄瘧疾2億1200萬例,死亡429000例。
瘧疾是由一種叫做瘧原蟲的單細(xì)胞寄生蟲引起的,這種寄生蟲通過被感染的雌性瘧蚊(按蚊)的叮咬傳播給人類。因此,控制瘧蚊被認(rèn)為是預(yù)防瘧疾的重要手段。目前,化學(xué)殺蟲劑是主要的。用于殺死瘧蚊。然而,盡管化學(xué)殺蟲劑是有效的,但它們并不持久,而且經(jīng)過多年的使用,蚊子已經(jīng)發(fā)展出廣泛的抗藥性。隨著分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)的發(fā)展,瘧蚊喪失了通過控制蚊蟲遺傳和共生微生物傳播瘧疾,已成為研究的熱點(diǎn)之一。
最近,來自中國科學(xué)院上海植物生理生態(tài)研究所的王思寶團(tuán)隊(duì)和美國約翰霍普金斯大學(xué)的合作者證實(shí),一種新的菌株AS1,沙雷氏菌,可以有效地殺死莫氏瘧原蟲。細(xì)菌不僅在蚊子的中腸、卵巢和附屬腺中穩(wěn)定地定居,而且增殖。它們可以通過交配從雄性蚊子傳播到雌性蚊子,通過產(chǎn)卵從雌性蚊子傳播到后代幼蟲。表達(dá)5種不同機(jī)制的抗瘧基因,有效減少92-93%的瘧原蟲卵囊,抑制蚊子感染瘧原蟲。9月29日凌晨2點(diǎn),科學(xué)在線發(fā)布了這項(xiàng)研究。
這篇《科學(xué)》雜志的文章是一篇新的、有趣的策略,從媒體開始,從傳輸中斷的角度出發(fā)。同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院瘧疾研究組組長張慶峰教授評論說,這項(xiàng)研究不僅為人類從源頭上阻止瘧疾的傳播提供了有希望的新途徑,而且為人類提供了一個(gè)有希望的未來。蚊蟲傳播疾病為我們提供了一種新的思維方式。
得克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)分校病理學(xué)系助理教授格蘭特·L·休斯也證實(shí)了這項(xiàng)研究。這項(xiàng)研究很重要,因?yàn)樗砻魑米幽c道相關(guān)細(xì)菌可以在蚊子種群之間進(jìn)行垂直和性傳播。休斯說為了發(fā)現(xiàn)干擾蚊子病原體的蛋白質(zhì),已經(jīng)做了大量的工作,并且結(jié)合這些新的發(fā)現(xiàn)意味著這種干預(yù)策略是進(jìn)一步研究瘧疾控制的有效和有希望的方法。
有趣的是,王四寶和他的同事從蚊子的卵巢中分離出了殺滅瘧原蟲的沙雷氏菌,一般認(rèn)為蚊子的卵巢中沒有細(xì)菌。
在2012年加入中國科學(xué)院上海植物生理生態(tài)研究所之前,王思寶在約翰霍普金斯大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院瘧疾研究所研究了蚊子腸道微生物與瘧原蟲的關(guān)系。瘧原蟲在進(jìn)入蚊子腸道而不進(jìn)入腸細(xì)胞之前是最弱的時(shí)間,已有1萬種瘧原蟲被吸入蚊子腸道,最后5種左右已成功發(fā)育為腸細(xì)胞,王說,其中許多已經(jīng)死亡。
根據(jù)這一原理,王四寶認(rèn)為,如果能利用生物工程方法改善蚊子的腸道細(xì)菌,使其能表達(dá)一些能殺死瘧原蟲的小肽或蛋白質(zhì),就能特異性地殺死腸道內(nèi)的瘧原蟲。蚊子。
如何將抗瘧細(xì)菌引入整個(gè)蚊蟲種群中這是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題。過去許多文獻(xiàn)報(bào)道許多昆蟲可以通過產(chǎn)卵垂直傳播一些細(xì)菌和真菌。如果我們能得到一種細(xì)菌,它不僅在腸道中穩(wěn)定地定殖,而且在蚊子產(chǎn)卵時(shí)能垂直傳播,所有的問題都是解決了,王思寶說。
2012年下半年,王思寶在解剖蚊子的卵巢時(shí),在顯微鏡下突然發(fā)現(xiàn)卵巢表面似乎有東西在游動。他對他的同事感到驚訝。當(dāng)他們放大顯微鏡時(shí),發(fā)現(xiàn)是ba。翼狀胬肉
當(dāng)然,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只是研究的開始。王思寶和他的同事們分離出沙雷氏菌AS1,并將其喂食到糖水中的蚊子后,發(fā)現(xiàn)該細(xì)菌在腸道中穩(wěn)定地定殖,并在24小時(shí)的蚊血蘇后增殖了200次。同時(shí),他們發(fā)現(xiàn)細(xì)菌可以突破腸道屏障,遷移到蚊子的血腔,在卵巢中定居。當(dāng)蚊子產(chǎn)卵時(shí),細(xì)菌附著在蛋殼表面。只要攜帶沙雷氏菌AS1的蚊子在溝里產(chǎn)卵,卵表面的細(xì)菌就會在水中繁殖。王四寶說,其他雌性蚊子在溝里產(chǎn)卵,它們下一代的幼蟲都能把我們帶走。這種細(xì)菌。隨后,它們確認(rèn)這種細(xì)菌可以附著在雄性蚊子的附屬腺體上,從而可以通過交配傳播給雌性蚊子。當(dāng)雄性和雌性蚊子交配時(shí),下一代的幼蟲和成蟲都能感染細(xì)菌,三代也同樣如此。
為了增強(qiáng)AS1的抗瘧作用,研究人員選取了五種具有不同抗瘧機(jī)制的基因,將抗瘧原蟲的小肽或抗體導(dǎo)入細(xì)菌染色體,并分泌它們進(jìn)行表達(dá)。艾爾。它必須在寄生蟲的表面上有一個(gè)配體,就像鑰匙孔和鑰匙一樣。配體必須與蚊子腸道細(xì)胞表面的受體(鎖孔)相匹配。王四寶解釋說,我們的肽可以和鎖孔結(jié)合,這相當(dāng)于阻斷了鎖孔。瘧原蟲不會進(jìn)入。有趣的是,分泌抗瘧基因的系統(tǒng)由三種蛋白質(zhì)組成,它們被組裝成一個(gè)通道,包括一種叫做HasA,它具有分泌的信號肽,允許融合蛋白自由地傳播到細(xì)菌細(xì)胞膜上,并以寄生蟲為目標(biāo)。
這是一個(gè)令人鼓舞的突破,密歇根州立大學(xué)微生物學(xué)和分子遺傳學(xué)副教授石志勇告訴知識分子。習(xí)志勇也是中山大學(xué)和密歇根州立大學(xué)的熱帶媒介控制聯(lián)合中心主任。他研究了蚊子中Wolbachia和登革病毒之間的相互作用。
長期以來,蚊子傳播疾病(如瘧疾和登革熱)的能力由于在實(shí)驗(yàn)室條件下對蚊子攜帶的微生物進(jìn)行遺傳修飾或改變而降低或甚至被阻斷。然而,如何安全地讓這種抗藥性在流行地區(qū)傳播以取代野生的爆發(fā)一直是個(gè)問題。蚊子種類。王志勇教授說,我們研究的共生細(xì)菌Wolbachia可以用控制蚊子繁殖和垂直傳播來代替。雌蚊的鳴叫。王教授發(fā)現(xiàn)沙雷氏菌通過雌蚊繁殖的垂直傳播、雄蚊交配的平行傳播和幼蟲的口腔感染同時(shí)傳播。他預(yù)計(jì),今后沙雷氏菌技術(shù)將加速實(shí)驗(yàn)室階段的完成,并開啟轉(zhuǎn)化的現(xiàn)場應(yīng)用試驗(yàn)。
然而,張慶峰評論說,盡管實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)表明AS1可以在不同種類的瘧蚊之間傳播,但是野生蚊子的傳播效率和攜帶該菌株的長期穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步研究。
但無論如何,由于這種方法可以減少蚊子攜帶的瘧疾卵囊的數(shù)量(甚至?xí)簳r(shí)的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)),因此在野生蚊子物種中傳播AS1應(yīng)該具有降低人類瘧疾感染的風(fēng)險(xiǎn)的巨大潛力。
知識分子是Rao Yi、Lu Bai、Xie Yu創(chuàng)辦的新型移動媒體平臺。它側(cè)重于科學(xué)、人文和意識形態(tài)。
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