豐臺顯微鏡燈泡殺死瘧原蟲的新方法是細菌
作者: 發布時間:2022-07-02 17:29:57點擊:1762
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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世紀的今天,包括非洲、東南亞、拉丁美洲和中東在內的近100個和地區都受到瘧疾的影響。根據世界衛生組織的最新估計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,控制瘧蚊被認為是預防瘧疾的重要手段。目前,化學殺蟲劑是主要的。用于殺死瘧蚊。然而,盡管化學殺蟲劑是有效的,但它們并不持久,而且經過多年的使用,蚊子已經發展出廣泛的抗藥性。隨著分子生物學和基因工程技術的發展,瘧蚊喪失了通過控制蚊蟲遺傳和共生微生物傳播瘧疾,已成為研究的熱點之一。
最近,來自中國科學院上海植物生理生態研究所的王思寶團隊和美國約翰霍普金斯大學的合作者證實,一種新的菌株AS1,沙雷氏菌,可以有效地殺死莫氏瘧原蟲。細菌不僅在蚊子的中腸、卵巢和附屬腺中穩定地定居,而且增殖。它們可以通過交配從雄性蚊子傳播到雌性蚊子,通過產卵從雌性蚊子傳播到后代幼蟲。表達5種不同機制的抗瘧基因,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,科學在線發布了這項研究。
這篇《科學》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。同濟大學醫學院瘧疾研究組組長張慶峰教授評論說,這項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。
得克薩斯大學醫學分校病理學系助理教授格蘭特·L·休斯也證實了這項研究。這項研究很重要,因為它表明蚊子腸道相關細菌可以在蚊子種群之間進行垂直和性傳播。休斯說為了發現干擾蚊子病原體的蛋白質,已經做了大量的工作,并且結合這些新的發現意味著這種干預策略是進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,一般認為蚊子的卵巢中沒有細菌。
在2012年加入中國科學院上海植物生理生態研究所之前,王思寶在約翰霍普金斯大學公共衛生學院瘧疾研究所研究了蚊子腸道微生物與瘧原蟲的關系。瘧原蟲在進入蚊子腸道而不進入腸細胞之前是最弱的時間,已有1萬種瘧原蟲被吸入蚊子腸道,最后5種左右已成功發育為腸細胞,王說,其中許多已經死亡。
根據這一原理,王四寶認為,如果能利用生物工程方法改善蚊子的腸道細菌,使其能表達一些能殺死瘧原蟲的小肽或蛋白質,就能特異性地殺死腸道內的瘧原蟲。蚊子。
如何將抗瘧細菌引入整個蚊蟲種群中這是一個具有挑戰性的問題。過去許多文獻報道許多昆蟲可以通過產卵垂直傳播一些細菌和真菌。如果我們能得到一種細菌,它不僅在腸道中穩定地定殖,而且在蚊子產卵時能垂直傳播,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,在顯微鏡下突然發現卵巢表面似乎有東西在游動。他對他的同事感到驚訝。當他們放大顯微鏡時,發現是ba。翼狀胬肉
當然,發現細菌只是研究的開始。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,發現該細菌在腸道中穩定地定殖,并在24小時的蚊血蘇后增殖了200次。同時,他們發現細菌可以突破腸道屏障,遷移到蚊子的血腔,在卵巢中定居。當蚊子產卵時,細菌附著在蛋殼表面。只要攜帶沙雷氏菌AS1的蚊子在溝里產卵,卵表面的細菌就會在水中繁殖。王四寶說,其他雌性蚊子在溝里產卵,它們下一代的幼蟲都能把我們帶走。這種細菌。隨后,它們確認這種細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。當雄性和雌性蚊子交配時,下一代的幼蟲和成蟲都能感染細菌,三代也同樣如此。
為了增強AS1的抗瘧作用,研究人員選取了五種具有不同抗瘧機制的基因,將抗瘧原蟲的小肽或抗體導入細菌染色體,并分泌它們進行表達。艾爾。它必須在寄生蟲的表面上有一個配體,就像鑰匙孔和鑰匙一樣。配體必須與蚊子腸道細胞表面的受體(鎖孔)相匹配。王四寶解釋說,我們的肽可以和鎖孔結合,這相當于阻斷了鎖孔。瘧原蟲不會進入。有趣的是,分泌抗瘧基因的系統由三種蛋白質組成,它們被組裝成一個通道,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菌細胞膜上,并以寄生蟲為目標。
這是一個令人鼓舞的突破,密歇根州立大學微生物學和分子遺傳學副教授石志勇告訴知識分子。習志勇也是中山大學和密歇根州立大學的熱帶媒介控制聯合中心主任。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)的能力由于在實驗室條件下對蚊子攜帶的微生物進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傳播以取代野生的爆發一直是個問題。蚊子種類。王志勇教授說,我們研究的共生細菌Wolbachia可以用控制蚊子繁殖和垂直傳播來代替。雌蚊的鳴叫。王教授發現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傳播。他預計,今后沙雷氏菌技術將加速實驗室階段的完成,并開啟轉化的現場應用試驗。
然而,張慶峰評論說,盡管實驗室數據表明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定性還有待進一步研究。
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量(甚至暫時的實驗室數據),因此在野生蚊子物種中傳播AS1應該具有降低人類瘧疾感染的風險的巨大潛力。
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