点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:沃尔巴克氏菌是如何让蚊子“不孕不育”的?
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

沃尔巴克氏菌是如何让蚊子“不孕不育”的?

来源:科技日报2021-12-22 10:12

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  蚊子,自古以来就是人类的“宿敌”。蚊子叮咬不仅会引起红肿瘙痒,它们也是疟疾、登革热等多种疾病的主要传播者。这些疾病每年会在全世界造成超过70万人死亡。近年来,生物防治逐渐成为控制蚊媒疾病传播的热点,这其中利用共生细菌沃尔巴克氏菌让蚊子“不孕不育”的方法极为有效。

  近日,天津大学生命科学学院王泽方教授团队破解了科学家如何操纵细菌导致蚊子“不孕不育”的分子机制,对利用沃尔巴克氏菌及该策略中最为常见的胞质不相容性(CI)防控蚊媒疾病和农业虫害具有重要意义。该研究论文发表在国际学术期刊《美国科学院院刊》上。

  生物防控蚊媒疾病办法多

  “目前生物防治蚊虫的策略主要有:利用蚊子的天敌杀死幼虫或成虫;利用不育技术控制蚊子的种群;利用蚊子的病原微生物作为控制策略将其消灭。”王泽方介绍,其中利用天敌的生物防控主要通过利用食蚊鱼、肉食性弓形虫、中剑水蚤等对蚊子的幼虫或者成虫进行捕食从而达到减少蚊子种群数量的目的。

  随着基因工程技术的进展,科学家希望经过遗传学改造让蚊子失去繁育能力,再把它们释放到环境中去与自然界的蚊子生育后代,从而破坏蚊子种群结构,达到减少甚至消灭蚊子群体的目的。或是利用基因编辑技术将抗病毒基因“植入”蚊子体内,使其产生对虫媒病毒的抗性,从而降低蚊子传播病毒的能力。

  另外,目前比较常用的病原微生物控蚊策略,通过使用真菌和细菌实现控蚊的目的。其中利用共生细菌沃尔巴克氏菌的方法极为有效。“沃尔巴克氏菌是在自然界节肢动物体内广泛存在的一种广义上的共生菌。沃尔巴克氏菌感染能够导致宿主产生雌性化、孤雌生殖、杀雄以及胞质不相容性等现象,进而影响宿主的繁殖。”王泽方解释道,如果雄性蚊子感染沃尔巴克氏菌,与没有感染的雌蚊交配,就会出现生殖不亲和,令胚胎死亡,无法传宗接代。

  自1967年沃尔巴克氏菌首次作为种群控制策略用于控制缅甸的致倦库蚊以来,基于沃尔巴氏克菌的蚊子种群控制取得了重大进展。比如今年在印度尼西亚日惹市的社区中释放沃尔巴克氏菌感染的蚊子,使得该区域登革热的发病率降低了77%。

  破解细菌让雌蚊绝育的机制

  其实从1938年开始到20世纪60年代,人们就已发现,对于某些昆虫来说,来自一个地区的雄性无法与来自另一个地区的雌性产生后代。而来自同一地区的昆虫则可以正常繁殖。

  20世纪70年代初,科学家进一步发现,这种现象是由于昆虫被沃尔巴克氏菌感染,产生CI而导致的。利用沃尔巴克氏菌感染伊蚊,也可以诱导产生CI。但“胞质不相容性因子(Cif)是如何工作的”这一问题一直困扰着科研人员。

  直到2017年,Cif的真面目才终于被人们发现。“这类因子由两个蛋白组成,分别被称为胞质不相容性因子A(CifA)和B(CifB),它们编码在细菌基因组的一个类似操纵子的结构中。”王泽方介绍,人们发现,在雄性果蝇中同时表达这两种因子,可以产生CI;在雌性果蝇中只表达CifA,可以避免CI。

  为了搞清楚Cif如何工作,人们提出了多种不同的模型。主要的两种模型为“宿主修饰模型”和“毒素—抗毒素模型”。其中,只有毒素—抗毒素模型明确CifA与CifB的结合是避免CI的关键。但Cif在CI的产生和拯救过程中的作用一直存在广泛争论。

  王泽方团队通过研究CifA与CifB因子的复合物结构,发现CifA与CifB相互结合后可形成典型的“三区域”结合界面,体外生化实验确认了“三区域”结合界面上的关键氨基酸残基,如果让这些关键氨基酸发生突变,可高效破坏CifA和CifB间相互作用。在果蝇体内进行的实验还进一步确认,如果破坏CifA和CifB间相互作用,导致CifA和CifB因子不能有效结合,CifA就会失去避免CI的能力。“这些实验证实CifA和CifB之间的相互作用对于避免CI至关重要,与‘毒素—抗毒素模型’模型的预测相符合。”王泽方表示。

  这一工作为在分子水平上理解CI奠定了基础,对利用沃尔巴克氏菌和CI防控蚊媒疾病和农业虫害具有重要意义。(陈 曦)

[ 责编:张蕃 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 2026世界机器人大会迎来大量观众

  • G331国道大久才江口特大桥主塔全部封顶

独家策划

推荐阅读
2013年,东正光学的创始团队在广东深圳租下第一间厂房。4年后,当工业光学与电影影像的积累具备向更广泛创作者群体转化的条件时,东正光学重返消费市场,推出Thypoch(叙)品牌。
2026-08-21 07:20
7月17日,习近平主席在2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议开幕式上发表题为《携手构建公正合理的全球人工智能治理体系》的主旨讲话。
2026-08-21 02:00
近期,因冬季寒区试车而闻名的边疆小城——黑龙江黑河迎来了反季节试车热潮。在试运行的全球规模最大四季低温汽车试验场内,零下30摄氏度的室内一片冰天雪地,来自多个车企与零部件厂商的测试车辆正自如驰骋,借助静态低温舱、冰雪圆环、多角度对开坡道等专业场景展开性能测试。
2026-08-21 03:40
最新统计数据显示,截至2026年7月底,江苏省光伏发电累计装机容量突破1亿千瓦,占全省电力总装机的比重超38%,成为全省第一大电源。图为8月19日,在扬州市邗江区公道镇,电力运维工人在检查渔光互补发电设备运行情况。
2026-08-21 03:40
近期,南华大学核科学技术学院韦悦周教授团队从稀土矿渣中直接分离得到高纯度的阿尔法核素铅-212及其前体核素钍-228,并成功实现了单批次从公斤级稀土矿渣中分离提取158微居里的铅-212/铋-212。
2026-08-21 03:50
近日,中国科学院海洋研究所联合美国加州大学圣巴巴拉分校等机构,在南极冰盖近期质量变化的气候驱动机制研究方面取得重要进展。研究发现,2021—2023年热带暖池持续增暖激发向南极传播的罗斯贝波列,形成东南极南北向偶极环流,重组水汽输送并增强区域降雪,从而暂时减缓了南极冰盖质量损失。
2026-08-21 03:50
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,我国正从全球科技参与者、贡献者向开拓者、引领者加速转变,成为创新力上升最快的国家之一。
2026-08-20 02:10
中国信息通信研究院18日发布的《具身智能训练场研究报告(2026年)》显示,随着各部门密集部署人形机器人中试基地和训练场建设,我国具身智能训练场已经成为关键基础设施,形成规模化集群化布局。
2026-08-20 02:10
19日,朱雀三号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空。火箭一子级按预定程序成功软着陆于甘肃省民勤县朱雀三号着陆场坪,二子级将搭载的鸿鹄03星顺利送入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功,为后续开展回收箭体检修维护、复用飞行和商业化应用奠定基础。本次任务是继7月10日长征十号乙运载火箭一子级海上网系成功回收后,我国首次成功实施重复使用运载火箭一子级着陆腿方式陆地可控回收,标志着我国重复使用火箭技术取得重大突破。
2026-08-20 04:00
19日从中国科学技术协会了解到,为大力弘扬科学精神,营造风清气正的学术生态,加快建设世界一流科技期刊,中国科技期刊卓越行动计划(以下简称“卓越计划”)入选期刊及集群共同倡议“恪守科研诚信和学术道德”。
2026-08-20 04:00
近几个月来,北京大模型捷报频传:Kimi K3发布当前最大开源模型,综合智能水平直逼国际两大尖端闭源模型;小米MiMo-V2.5在通用图形处理器上实现推理速度大幅突破,并登顶全球多模型聚合平台公布的大模型调用量榜首;字节跳动发布新一代视频生成模型Seedance 2.5,在生成时长、多模态理解、编辑精度等维度实现全面升级。
2026-08-20 04:00
“或为近150年最强”“或为自1951年以来最强气候事件”……最近,关于2026年形成超强厄尔尼诺的新闻很受关注。预计赤道中东太平洋海表温度将继续维持波动上升态势,于今年11月至12月前后达到本次事件峰值。
2026-08-19 09:51
宁夏平原,黄河水沿着叶脉般的渠道淌进田间。”  青铜峡灌区是全国6个特大型灌区之一,是世界灌溉工程遗产宁夏引黄古灌区的重要组成部分。”  完成全域一体的信息化建设,这是青铜峡灌区从“治水”走向“智水”的关键一步。
2026-08-19 09:46
直面现实困境,1989年青海省委作出“绿化南北两山,改善西宁生态环境”的战略决策,西宁市积极响应。18年间,他在山上劳动超3000天,带领群众栽种树木近3000万株,让3.75万亩荒山披绿,筑起守护西宁的生态屏障。
2026-08-19 09:45
主刊收到投稿400余篇,已出版60篇,其中包括多个我国科研团队的最新重要原创成果……在日前举行的Vita期刊首期发布暨生命科学开放联盟一周年交流会上,Vita(《生命》)系列期刊正式亮相。
2026-08-19 09:45
也正因如此,当科技触及意识,我们需要建立的伦理边界,可能比传统数据隐私更为严格。科技工作者的责任是将伦理融入研发全过程,他们是伦理风险的第一道防线。在研发科技产品时,科技工作者要充分考虑其伦理风险,在应用产品时,要严格遵守伦理规范与法律规定,尊重他人的意识隐私。
2026-08-19 09:43
5天赛程,51个项目,1301场比赛……日前,记者从北京市政府新闻办公室获悉,第二届世界人形机器人运动会将于8月22日在国家速滑馆“冰丝带”开幕。
2026-08-18 10:14
8月15日,承载着亿万公众对良好生态环境期盼的《中华人民共和国生态环境法典》开始施行,标志着我国生态环境保护迈入“法典化”时代。生态环境法典有哪些亮点和创新?如何做好法典的学习、宣传与实施工作?
2026-08-18 10:11
一系列政策“组合拳”为智能农机从研发到应用构筑了全链条支持体系,为现代农业注入强劲动力。
2026-08-18 10:10
今年上半年,我国新能源和可再生能源发展总体保持平稳态势,可再生能源发电装机达24.55亿千瓦,占全国电力总装机的60.7%,其中风电光伏发电装机(约19.5亿千瓦)占比接近一半,太阳能发电装机与燃煤发电装机基本持平。
2026-08-18 10:06
加载更多