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为探究温度对蚊子影响的生理机制，研究人员以斯氏按蚊（Anopheles stephensi）为对象，研究热变化对其转录组的影响。结果发现不同温度下基因表达有差异，还呈现两种趋势。该研究对蚊媒防控、理解蚊媒与疟疾关系等有重要意义。
在全球气候变化的大背景下，温度的改变如同一只无形却有力的大手，深刻地影响着地球上众多生物的生存与繁衍，蚊子便是其中受影响显著的一类。蚊子作为许多疾病的传播媒介，其分布和数量的变化与人类健康息息相关。对于变温的蚊子来说，温度对它们的影响尤为关键。从生态层面看，温度影响着蚊子的栖息地范围和活动时间；从生理角度讲，温度与蚊子的寿命、繁殖能力以及传播疾病的效率紧密相连。然而，尽管温度的重要性不言而喻，但蚊子应对温度变化的生理机制却如同隐藏在迷雾中的宝藏，一直未被人类完全揭开。
疟疾，这个古老而又顽固的疾病，至今仍在全球范围内肆虐，给人类健康带来巨大威胁。按蚊属（Anopheles）中的多个物种是疟疾的重要传播媒介，其中斯氏按蚊（Anopheles stephensi）在南亚以及非洲城市地区传播疟原虫（Plasmodium parasites）的过程中扮演着主要角色。以往研究表明，环境温度不仅调控着疟原虫在蚊子体内的发育进程，还影响着蚊子自身的各种生理特征，这些特征又进一步左右着蚊子种群数量和疟疾传播的动态变化。可问题在于，我们对蚊子响应温度变化的遗传基础了解极为有限，而且大多数关于蚊子热响应的研究都是在恒定温度条件下进行的，这与自然环境中温度不断波动的实际情况相差甚远。因此，深入探究蚊子在真实环境温度变化下的响应机制迫在眉睫。
为了揭开这一神秘面纱，来自美国佐治亚大学（University of Georgia）等多个研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们以斯氏按蚊为研究对象，开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Communications Biology》杂志上。
研究人员运用了多种技术方法来开展此项研究。其中，最关键的技术是批量 RNA 测序（RNAseq），通过对不同温度处理下蚊子的样本进行 RNAseq，能够全面获取基因表达的信息。同时，研究人员还借助了基因本体富集分析（GO 分析），以此来确定不同基因簇的功能。在实验设计方面，研究人员选取了 3 - 5 日龄的雌性斯氏按蚊，将其置于 20°C、24°C 和 28°C 三种不同平均温度且每日有 ±5°C 和 - 4°C 波动的环境中饲养。蚊子吸血（血餐，blood meal）后，在不同时间点采集其中肠（midgut）和除中肠外的其余组织（ carcass ）样本进行分析。
研究结果丰富且具有深度。首先，研究发现转录组的变化在不同时间点和组织间存在显著差异。主成分分析（PCA）结果显示，采样部位（中肠和其余组织）和时间是导致基因表达谱差异的两个主要因素，分别解释了数据总体变异的 36% 和 25%。
其次，对不同温度下基因表达模式的分析表明，相较于 24°C，蚊子在 20°C 和 28°C 时具有更大且更多样化的转录组。在不同温度处理下，分别在蚊子的其余组织和中肠中鉴定出了数量不等的差异表达基因。例如，在其余组织中，20°C、24°C 和 28°C 时差异表达基因数分别为 1798、1341 和 1671 个；在中肠中，相应的数量为 2810、1418 和 1995 个。并且，不同温度下的差异表达基因存在共享和独特的情况。
再者，通过 K - 均值聚类分析，研究人员对差异表达基因进行了更细致的分类。在所有温度下，蚊子其余组织和中肠中的差异表达基因都能被分为不同的簇，这些簇反映了基因表达的相似性和差异。同时，研究还发现转录组对血餐的响应呈现出两种互补的趋势。趋势 1 的基因在血餐后 1 天表达富集，随后下降；趋势 2 的基因在血餐后 1 天表达被抑制，之后呈现出不同的变化模式，通常表达增加。对这些基因簇进行功能分析发现，不同趋势的基因在不同组织和温度下参与了多种生理过程。比如在趋势 1 中，在其余组织的特定基因簇里，基因参与了小分子代谢和分解代谢过程，以及能量生成和氧化还原酶功能等；在中肠中，趋势 1 的基因与血餐消化、蛋白质代谢等相关。趋势 2 的基因在其余组织中主要涉及核酸代谢等过程，在中肠中则与 RNA 合成、蛋白质翻译等过程有关。
在研究结论和讨论部分，研究成果的重要意义得以凸显。研究表明，蚊子可能通过表达更多样化的基因产物来耐受非最适温度，这为解释蚊子在中间温度下生存和繁殖的热最适现象提供了新视角。同时，研究还发现调节血餐摄取、消化、氧化应激管理等过程的基因簇呈现出温度敏感的两种时间趋势，这进一步证实了温度变化对蚊子生命周期各个方面的重要影响。这些发现对于蚊子 - 疟疾相互作用的研究也具有重要意义，因为疟原虫的发育依赖于蚊子卵巢提供的资源，并且受到蚊子免疫的限制，而温度诱导的基因表达动态变化可能会改变这种相互作用。此外，该研究对测试温度对蚊子生活史和传播过程影响的实验设计具有指导意义，还警示了在基因表达相对定量研究中不能将 40S 核糖体蛋白 S7 作为参考基因。同时，对于设计通过基因手段控制蚊子种群的策略也有启示，即这些技术可能对野外热变化敏感，在不同季节和地区部署时效果可能不同。
总之，这项研究为我们理解蚊子与温度的关系提供了宝贵的信息，为后续的蚊媒控制和疟疾防治研究奠定了坚实基础，开启了新的研究方向。
