一款新颖的基因工程雄性昆虫可以毒害雌性

携带毒液蛋白的雄性昆虫将这些病毒转移给传播疾病的雌性昆虫，减少了它们的寿命，并提供了一种控制害虫的方法。

　　

在一个寂静的夜晚，空气中弥漫着寂静，一只蚊子尖锐的嗡嗡声打破了平静。这些扰乱人们深度睡眠的吸血昆虫也是传播登革热、基孔肯雅热、疟疾和寨卡热等疾病的罪魁祸首，这些疾病每年影响着全球数百万人。

考虑到杀虫剂对环境的有害影响，再加上蚊子对杀虫剂的抗药性的出现，科学家们正在寻找替代的环境友好的有害生物管理方法

现在，研究人员已经开发出一种新的种群控制方法，即携带有毒蛋白质的雄性昆虫可以在交配期间毒害传播疾病的雌性昆虫。发表在《Nature Communications》上的研究结果描述了一种遗传生物防治方法，为管理害虫提供了一种快速有效的解决方案。

这种方法并不完全是新的。在20世纪50年代，当研究人员将雌性昆虫与经过放射消毒的雄性昆虫交配时，它们没有生育后代，从而减少了下一代昆虫的数量最近，科学家在昆虫身上进行转基因繁殖，降低了后代的适应能力，导致昆虫数量减少尽管这些方法很有前途，但它们至少需要一代才能生效：雌性昆虫可能不生育后代，但它们可以继续传播传染病。

“正如我们从COVID-19中学到的那样，尽快减少这些疾病的传播对于预防流行病很重要，”研究作者、麦考瑞大学生物学家Maciej Maselko实验室的研究生 Samuel Beach说。

Beach和Maselko探索了他们是否可以针对传播疾病的雌性昆虫。其他研究人员此前曾利用雄性精液中的蛋白质来降低雌性伴侣的适应性和生育能力这种生理反应是由精液蛋白引起的，精液蛋白在雄性副腺体中产生，在交配时与精子一起转移到雌性体内。

基于这些数据，研究人员开始确定只对雌性昆虫有毒而对哺乳动物没有影响的蛋白质。利用像FlyAtlas 2这样的数据库，研究人员从蜘蛛和海葵中缩小了一些昆虫特异性毒液蛋白质的范围。

Beach和Maselko用黑腹果蝇来验证他们称之为“有毒雄性技术”（TMT）的方法。他们对雄性果蝇进行基因工程改造，使其生殖道（TMT雄性）产生杀虫蛋白。研究人员调查了有毒蛋白质的表达如何影响雄性果蝇的寿命。虽然携带蜘蛛毒液蛋白的雄性果蝇和野生型果蝇一样长寿，但携带海葵毒液蛋白的雄性果蝇寿命较短。然而，求偶实验显示，表达这些毒液蛋白并没有改变雄性果蝇向雌性求爱的能力。

受到这些结果的鼓舞，研究人员将携带蜘蛛或海葵毒液的雄性TMT与雌性交配。寿命分析显示，与TMT雄性交配的雌性与野生型雄性交配的雌性相比，寿命明显缩短。

研究人员接下来试图评估这种遗传生物防治方法与目前使用的害虫防治技术相比如何。他们开发了计算机模型来模拟传统的干预措施和TMT，以预测它们抑制埃及伊蚊种群的能力。埃及伊蚊是一种传播登革热和寨卡热的蚊子。这些模型预测，与传统技术相比，应用这种新方法可以显著降低血液摄取率，从而减少疾病传播。

虽然这表明将TMT应用于蚊子是可能的，但研究人员指出，需要对此进行彻底的测试。Maselko说：“我们仍然需要在蚊子身上实施它，并进行严格的安全测试，以确保对人类或其他非目标物种没有风险。”