这种方法可用于遏制蚊媒疾病的爆发，例如全球每年都会产生 3.9 亿病患的登革热。
编译 菡萏
克日，澳大利亚的研究职员开发出一种全新的蚊子种群控制方法：让雄性通过精液向雌性传播致命毒素。
该方法对雄性的生殖道举行了基因改造，使其能合成蜘蛛和海葵中存在的毒液蛋白。这些蛋白在交配时会被注入雌性体内，从而缩短后者寿命。
毒化雄性技能
开发一种“雄性毒化”技能来控制登革热、寨卡病毒等蚊媒疾病的传播，是澳大利亚麦考瑞大学（Macquarie University）学者山姆·比奇（Sam Beach）和同事们一直以来的目的。如今，他们利用果蝇实现了这一想法，研究成果 1 月 8 日发表于《自然-通讯》（Nature Communications）。
比奇表示，这种具有物种特异性的方法可以迅速遏制蚊媒疾病暴发，例如每年导致全球 3.9 亿病例的登革热——同时无需大量喷洒杀虫剂，由于这可能会对本地昆虫造成毁灭性打击。
“理想情况下，我们试图实现的是：雄蚊与雌蚊交配后，雌蚊立即死亡，”他说。
为了让雄性乐成“带毒”，科学家们需要先筛选出合适的毒性蛋白。考虑到需要通过精液“下毒”的需求，这类需要在生殖道中表达的蛋白不能对雄性本身有害，同时还得充足强大到可以在交配后有效缩短雌性寿命。
最终，研究者们从蜘蛛和海葵中找到了 7 种毒液蛋白，它们能够与细胞膜上钙离子或钠离子通道结合，通过干扰细胞的生理功能造成破坏性影响，而且仅对无脊椎动物起效——这意味着包罗人类在内的哺乳动物不会受到这些毒素的威胁。此外，这些蛋白的分子量充足低，更有可能通过雌性的生殖道进入血淋巴，从而影响中枢神经体系中的目的受体，产生深入破坏。
随后，研究者们将编码这些蛋白的基因序列整合进质粒载体，然后用微小的玻璃针将这些毒性蛋白基因注射进刚产下的果蝇卵中，培育出了生殖道“带毒”的基因工程个体。比奇表示，这是一个“非常繁琐的过程”。
通过特定驱动元件，令有毒蛋白在果蝇附属腺（产生和存储精液的生殖器官）中特异性表达 来源：论文
他们的付出得到了回报。在后续的寿命实验中，与带毒雄性交配后的雌性果蝇，中位寿命减少了 37% 至 64%。而且这些带毒个体的雄竞能力绝不逊色——它们的求偶能力与野生型雄性一样强大，基因工程改造并未影响它们“展现魅力”。
在蚊子的世界中，只有雌性以血液为食。它们通常在羽化后的 24 至 48 小时内交配，但能存活并继续叮咬数周，这也是蚊媒疾病得以持续传播的重要缘故原由。研究预测表明，这种“雄性毒化”技能可将雌蚊吸血率降低 40% 至 60%。
比奇表示，虽然其他基因生物控制方法已经开始利用雄性来降低蚊子后代的存活率、吸血能力或疾病传播能力了，但新方法能直接针对雌性蚊子。“通过这种方法，我们能立即减少雌性蚊子的数目，从而有望迅速降低这些由前言传播的疾病的扩散速度。”
阻止扩散
墨尔本大学的进化生物学家汤姆·施密特（Tom Schmidt）未参与此项研究，他表示，抗药性是一个全球性问题，促使科学家们开发其他害虫管理方法。“蚊子对杀虫剂产生抗药性的速度非常快，而且它们能够传播这种抗性，”他说。“它们能够进化出抗性，也能通过搭乘船只和航班将抗性传播到世界各地。”
他说，澳大利亚一种利用沃尔巴克氏菌感染蚊子的方法显著降低了昆士兰北部登革热的传播。他还提到，基因工程方法也可能奏效，并指出蚊虫控制并非一种方法适用于全部情况。
气候危机还导致蚊子出现在从前未曾出现过的地方。阿德莱德大学的传染病研究员菲利普·温斯坦（Philip Weinstein）并未参与这项研究，他表示，蚊子种类成千上万，但只有少数几种携带疾病。理想的解决方案是在不彻底消灭蚊子的情况下控制它们，由于蚊子也会传递花粉，也是鱼类和蝙蝠的重要食物来源。
他表示，“生态体系健康——情况中发生的事变，包罗蚊子，还有水质、空气质量、气候变化、生物多样性丧失——都会直接或间接地影响人类健康结果。”
新方法的优势 图片来源：论文
将基因改造过的物种放归大自然是一个布满风险的举动。在这项新研究中，作者专门强调了毒化雄性技能在监管方面的优势。他们指出，由于雌性在与这种带毒雄性交配后会在短时间内死亡，因此外源性毒性蛋白基因很难在种群内外大量扩散，能够在情况中快速消失。此外，带毒雄性也只能在生殖道内表达有毒蛋白，因此包罗人类在内的其他物种很难接触到这些有毒物质（这类蛋白对哺乳动物的毒性也很低），对生态和情况的长期影响，均比药物杀虫方法小得多。
论文信息
Beach, S.J., Maselko, M. Recombinant venom proteins in insect seminal fluid reduce female lifespan.Nat Commun16, 219 (2025).
主要参考资料
来源：https://view.inews.qq.com/k/20250114A04R6700
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