【新民晚報】滅蚊蟲,小小真菌向前沖!上海科學家探索真菌抑制蚊蟲免疫反應的新機制

文章来源:分子植物科学卓越创新中心/植物生理生態研究所  |  发布时间:2019-09-20  |  【打印】 【關閉

  

  新民晚报讯(记者 郜阳)疟疾千百年来一直是人类的噩梦。这个通过按蚊传播的致命“杀手”曾长期在我国肆虐,严重危害我国人民生命健康。中国消除疟疾工作进展明显,但国际交往的日益频繁,也使我国近年来境外输入性疟疾病例呈显著上升趋势。

  “囂張”的蚊蟲已經越來越不把化學殺蟲劑放在眼裏,瘧原蟲耐藥性問題的出現和疫苗的缺乏,更加呼喚新的方法和策略用于蚊媒疾病的防控。兩年前,上海科學家另辟蹊徑:他們發現,殺蟲真菌可以通過體壁侵染並殺死昆蟲,在蚊蟲生物防治和阻斷病原傳播上具有巨大優勢。

  开展杀虫真菌与蚊虫互作机理研究,对研发高效、环境友好型生物杀虫剂具有重要意义。在此前研究工作的基础上,中國科學院分子植物科学卓越创新中心王四宝研究组完成“病原真菌利用一个微小RNA抑制蚊子免疫并促进感染”的研究,揭示了杀虫真菌以小分子RNA作为效应因子实施跨界抑制昆虫免疫反应并促进感染的新机制。

  昆蟲和真菌的相互作用是一個複雜的過程,昆蟲具有高效的免疫系統對抗微生物感染,真菌必須有效抑制昆蟲免疫反應才能成功感染。王四寶研究團隊前期研究發現,當真菌通過蚊蟲體壁侵染後,分泌一種毒素來抑制蚊子腸道免疫反應,造成蚊子腸道菌群失衡,條件致病細菌(宿主免疫缺陷時才致病的細菌)大量增殖,可顯著加速真菌殺蚊。

  在病原菌與寄主昆蟲在長期的攻守“鬥法”中,病原菌進化出一項新“武器”——能夠幫助其破壞或抑制昆蟲免疫反應的效應因子。不過,科學家們對于殺蟲真菌是否也利用效應因子進入昆蟲細胞內,來靶向調控昆蟲基因的表達以此抑制寄主免疫反應卻知之甚少。

  這項研究中,科研人員發現殺蟲真菌剛開始入侵蚊子體壁時,會高表達一種微小RNA(命名爲milR1),它與起物質運輸作用的囊泡結合,以“搭便車”的方式運載到昆蟲細胞後,使昆蟲免疫相關基因“沈默”——也就是說,昆蟲突然發現,抗真菌免疫系統“短路”了!

  當真菌侵入到蚊子血腔後,持續高表達的milR1會激活血腔中的黑化反應(産生有殺菌作用的黑色素)。這時候,聰明的真菌會主動降低milR1的表達,再次成功逃避蚊子的免疫“攻擊”,最後達到成功侵染並殺死蚊子的目的。“這一研究不僅發現了殺蟲真菌新的致病機理,而且爲研發高效生物殺蟲劑提供新的思路。”王四寶告訴記者。

  相關成果于今天在線發表于國際學術期刊《自然·通訊》。

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