对蚊子性蛋白的新见解可以提供控制疾病的策略

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  对蚊子性蛋白的新见解可以提供控制疾病的策略

  2017年12月13日

  如果你认为人类的性生活很复杂,可以考虑一下雌性埃及伊蚊,寨卡病毒,登革热和黄热病的情况:她在一秒钟内与一只幸运的男性交配一次,只需几秒钟。摒弃其他潜在追求者的所有进一步进展;从那次单独的遭遇中储存足够多的精子,产下500多个卵子,这些卵子是人类宿主的血液滋养的。

  了解她的性行为有助于防止她每年向数百万人传播致命的疾病。然而,许多控制她交配习惯的机制仍然是一个谜。

  然而,最近,洛克菲勒的Robin Chemers Neustein教授Leslie B. Vosshall实验室的研究人员证明,在性行为过程中从物种的男性转移的化学物质在塑造女性的性倾向中起着关键作用。他们的工作由博士后助理劳拉·杜瓦尔(Laura Duvall)领导并出现在“当代生物学”(Current Biology)中,可以产生新的策略来控制这种害虫及其传播的瘟疫。

  性化学

  杜瓦尔并没有着手透露蚊子闺房的秘密。相反,她想要更多地了解女性蚊子寻求主机的行为背后的生物学。特别是,她对一种名为HP-I的小蛋白质所起的作用感到好奇。以前的研究表明,这种分子主要由雄性Ae产生。

   杜瓦尔及其同事证实,埃及伊蚊在性交过程中转移到女性身上,只持续了两个小时。

  该团队反驳了其他研究的结果,但这表明HP-I抑制了女性寻求人类宿主的冲动。研究人员将雄性和雌性配对,包括经遗传修饰以实际上不产生HP-1的突变蚊子和正常(或“野生型”)的突变蚊子。在让他们的受试者以各种组合相互交配之后,该团队寻找女性主持人寻求行为的变化。但无论与谁交配,女性仍然热衷于寻找人们咬人。

  然而,他们对雄性蚊子的吸引力却是另一回事。

  科学家早就知道女性的Ae。埃及只有一次交配,这种现象称为monandry;但他们不知道为什么。鉴于HP-I与男性的精液一起转移给女性,Duvall和她的同事们想知道它是否可能在关闭她的性欲方面发挥作用。

  为了验证这一假设,研究小组再次将女性暴露于产生HP-I的雄性,而雄性则没有。但这一次,他们增加了第三组追求者:产生HP-I的雄性,但经过基因改造,以便当通过荧光显微镜观察时,它们的后代会发出亮蓝色。

  通过向女性提供荧光和非荧光男性的不同组合(即,荧光男性与产生HP-1的非荧光男性,与荧光男性和缺乏HP-I的非荧光男性一起),研究人员能够确定女性何时愿意只接受一个配偶 - 以及何时愿意参加比赛。

  相关故事研究人员将蛋白质簇蛋白与心脏代谢综合征风险的多个方面联系起来新的诊断技术揭示了膀胱癌的关键蛋白质生物标志物科学家们揭示了有助于生产健康细胞的生物过程“每当你看到混合的荧光和非荧光幼虫,你知道女性接受了精子来自不止一个男性,“杜瓦尔解释道。

  这种蚊子亲子鉴定的结果是明确的:女性在性行为期间获得了一剂HP-I,然后在一小时内获得了另一个伴侣仍然忠于他们的初始伴侣,而没有HP-I的女性则没有。 (尽管如此,24小时后,甚至与缺乏HP-I的男性交配的女性也拒绝了其他伴侣,这表明男性传播的其他化学物质会影响女性的长期行为。)

  随后的实验表明,简单地将HP-I直接注射到雌性动物中就足以诱使昆虫认为它们已经交配,导致它们拒绝真正的温血男性。

  性作为武器

  在最后一系列实验中,杜瓦尔和她的同事们开始探索令人兴奋的种间性别领域。

  在美国南部,Ae。埃及正在被其堂兄Ae所取代。白纹伊蚊,可以传播相同的疾病,但在更大的范围内繁殖。而Ae。 albopictus雄性可以与Ae交配。埃及雌性,这些配对不产生活卵;和Ae。埃及雌性随后会拒绝与自己物种的雄性交配,使它们无法繁殖。然而,反过来却不成立:男性Ae。埃及伊蚊不能有效地消毒Ae。白纹伊蚊。

  Duvall和她的团队发现,HP-I可能也有助于解释这种奇怪的生殖模式:而Ae。 albopictus版本的HP-I激活Ae中的受体。埃及雌性,Ae。这种蛋白质的埃及伊蚊不会激活Ae中相应的受体。白纹伊蚊。

  因此,科学家们现在可以更好地了解雌性交配行为的形象,不仅在一种危险的蚊子物种中,而且在两种危险的蚊子物种中。这些见解可能会产生深远的影响。

  例如,科学家最终可能通过使用像HP-I这样的物质来说服雌性避免交配,从而限制携带疾病的蚊子的数量。虽然病媒控制专家已经试图通过将遗传修饰的不育雄性引入田间来消灭蚊子种群,但只有当他们遇到的雌性仍然忠于其无菌配偶时,该策略才有效 - 这种行为可能会被引发。杜瓦尔的研究告诉蚊子爱情药水。

  来源:HTTPS://www.rockefeller.edu/news/20946-mosquito-sex-protein-provide-key-controlling-disease/