去掉吸血基因
蚊子爱上糖水
西南大学科学家找到蚊子爱吸血的元凶
本已会说话的3岁孩子,只因被蚊子叮了个包,8年后大脑萎缩,变得不会说话。据统计,全世界每年5亿多人因蚊子叮咬得病,其中100多万人死亡。说起无处不在的吸血蚊子,很多人都是既厌恶又无奈。好消息来了,西南大学的科学家发现蚊子的吸血欲望是由体内一种基因控制的,去掉这种基因,蚊子的口味就会大变,不再爱喝血,而是改喝糖水;即使喝了血,也会消化不良。
蚊子吸血关键基因:miR-1174
“蚊子吸血和micro-RNA-1174(miR-1174)基因的调控密切相关。”11月14日,刚从美国深造回国的刘仕平接受了重庆晚报记者采访。
刘仕平是西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室的副研究员,2011年,他到美国加州大学河滨分校昆虫系从事博士后研究工作,师从美国科学院院士亚历山大·瑞克赫尔(Alexander.S.Raikhel)教授。瑞克赫尔教授长期从事蚊子的相关研究,是国际顶尖级的昆虫分子生物学家和免疫学家。在国内一直从事家蚕研究的刘仕平在加州大学开始了蚊子的研究。
在寻找研究课题时,miR-1174基因引起了刘仕平的注意。“这个基因属于吸血蚊子所特有,而且只存在于蚊子中肠里,中肠是蚊子消化血液的器官。”刘仕平说,2007年,法国路易斯巴斯德大学和澳大利亚因斯布鲁克医科大学的研究人员在按蚊中发现了这种基因,但这个基因究竟有什么用,则一直没有研究。
随后近两年,刘仕平就对蚊子特异性和中肠特异性miR-1174进行了重点研究,2014年9月22日,研究成果《蚊子特异miR-1174通过靶向丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)来控制中肠的关键功能》在美国科学院院报上发表,刘仕平为第一作者。
去掉miR-1174蚊子爱上糖水
实验中,刘仕平发现当蚊子去掉miR-1174基因时,这些专爱吸血的埃及伊蚊、冈比亚按蚊们,突然就性情大变,大部分都不吸血了。“有小部分还会吸少量血,但也无法消化。”刘仕平说,即使蚊子吸了血,这些血却只能保存在胃里,无法像以前那样进入肠道消化。一周过去,这些蚊子胃中的血还是鲜红的。
对血失去兴趣的蚊子们,转而爱上了糖水。刘仕平说,实验室中喂养蚊子的食物是糖水,蚊子们看到糖水就欲罢不能,整个肚子吃撑了都还在吃,吃进去的糖水只能储存在胃中,有的腹部被撑破,有的再也飞不起来,只能在地上跳。
“蚊子们的寿命也大大缩短。”刘仕平说,在由充足食物和水源情况下,野外蚊子的寿命一般是2-3个月,实验室中蚊子寿命可达3个月,但去掉miR-1174基因后的蚊子,大部分最多只能存活半个月,一个月后几乎全部死亡。由于不能吸收营养,卵巢不能正常发育,无法孕育下一代。
该研究结果得到国际同行的高度重视。论文审稿专家评价:“这是一项非常有趣的发现,在蚊虫研究领域无疑是一个令人振奋的消息,在控制蚊虫或病原媒介昆虫方面有重大的理论和应用价值。”
让蚊子越来越少
“让蚊子不再吸血,对人类健康意义重大。”刘仕平介绍,由蚊子传播的疾病多达80多种,每年有5亿多人被蚊子传染上疾病,100多万人死于蚊子传播的疾病中。
“我有一位侄女被蚊子咬了后,现在已经不能说话。”刘仕平说,他的侄女3岁时被蚊子叮咬,起了红包,当时大人也没在意。两三天后出现感冒症状,后来一直发烧,最后被诊断为乙型脑炎。现在侄女11岁,已经不会说话,“医生说病毒侵入神经系统,损伤了语言中枢,导致大脑萎缩。”
怎么让蚊子不再吸血呢?“目前从科学理论来说已经可行。”刘仕平说,将雄蚊子去掉miR-1174基因后,放到野外与雌性蚊子交配,它们的下一代就会遗传转基因蚊子的特性,最后蚊子会越来越少。刘仕平期望建立一个蚊子研究平台,进一步研究蚊子吸血和繁殖的分子调控机制。重庆晚报记者 罗静
猪器官有望用于人体
2011年,南京医科大学宣布,供体短缺的情况很快将得到缓解。该校代谢疾病研究中心从事转基因大动物领域研究的专家们,已成功完成了基因改造猪的异种移植大动物试验研究。这提示,将克隆基因改造猪的器官应用于人体,指日可待。
据介绍,由南京医科大学代谢疾病研究中心副主任戴一凡教授领导的课题组,于2002年已经成功研究出转基因敲除猪。研究者将猪的会引起排斥反应最关键的基因敲除,再加入某些人的基因,经过这种基因改造的猪,就成为不会引起免疫排斥反应的万能供体。目前,这种基因改造猪的器官已具备应用于临床、服务于病人的成熟条件。
据介绍,基因改造猪浑身器官都是宝,角膜、皮肤、胰岛、肝脏、肾脏等器官均有望成为人异种器官移植供体。
春蚕吐出了彩丝
自古以来,春蚕吐出的都是银丝,需要经过印染才能变成五颜六色。能不能使蚕自己吐出七彩蚕丝呢?2005年,西南大学蚕桑学重点实验室经过2年多的攻关,运用基因改变办法发明出一种有色茧丝固色技术,这种天然生成的彩色蚕丝无毒副作用,已在重庆涪陵等地推广使用。
通过对家蚕基因的研究,该实验室已研制出可以吐红、黄、绿等40多个颜色丝的蚕。中国家蚕基因组计划攻关组长夏庆友教授说,蚕的生长过程就是从卵到蚕,蚕变成蚕蛹吐丝,蚕蛹又破茧变成蛾,蛾再孵卵,“我们现在已找到让蚕蛹变成蛾基因的方法。通过培育敲掉这种基因的家蚕,使蚕蛹不再化蛾。”
通过基因控制,还可以让家蚕生“男”不生“女”。假如在生产中实现饲养雄蚕化,蚕丝产业的整体效益可以提高20倍左右。“变性蚕”的研究成功,对其它动物的性别控制研究很有参考价值。比如让奶牛雌性化,提高产奶量;让鱼雄性化,使肉质更鲜美等等。
山羊吐丝硬比钢丝
由美国怀俄明大学分子生物学教授兰迪·路易斯带领的研究小组,开发一种新的结合方式———将蜘蛛网蜘蛛丝的基因与山羊基因相结合,从而产生出转基因山羊。
这种转基因山羊能产生普通的蜘蛛丝。这种构成蜘蛛网的同样物质由它们的乳腺产生。山羊所产的羊奶中含有一种独特的蛛丝蛋白。利用这种蛛丝蛋白制造的蛛丝纤维比尼龙更具伸缩性,比钢丝强度更强。如果把很多蜘蛛丝拧成一股绳的话,它足够强韧,可制成防弹背心、降落伞绳,或航母上帮助战斗机在甲板上降落的缆绳。蜘蛛丝还可制成人造韧带和人造腱。
环保猪排便污染更小
在美国,仅一个养猪场每年就可产猪达250万头,随之不断生成的粪便总量超过了许多大城市的排泄物。为了减轻猪粪造成的水源污染,加拿大安大略省威尔夫大学的一个研究小组做了颇具独创性的尝试:培育一种改变了遗传特性的约克郡猪,他们把这种新品种称为环境保护猪。
环保猪可比普通猪更多地从饲料中吸收磷,于是使猪粪中磷的污染量减少了20%～50%,排泄物的气味更小。
约克郡猪还成了餐桌上深受欢迎的佳肴。这些遗传工程技术的产物与普通猪的唯一区别,是多了一点老鼠和肠道普通大肠杆菌的DNA(脱氧核糖核酸),它们导致猪的唾液腺产生植酸酶。
野生非洲水牛能驯服
人类对动物进行驯服,使它们为人类服务,但并不是所有的动物都能被成功驯服,比如非洲水牛等。来自德国、俄罗斯和瑞典的科学家发现了一套负责动物驯服的遗传基因。科学家发现了动物驯服基因,未来可通过基因改变,驯服非洲水牛等动物。
动物驯服基因的发现可帮助家畜育种家、农民、动物学家更好地饲养动物,更充分地了解动物所需,改善动物与人类的互动关系,也可能得到更精确的育种战略。
