北美入侵长角血蜱基因组：牛抗蜱疫苗研发的关键模板

《BMC Genomics》：Genome of the invasive North American Haemaphysalis longicornis tick as a template for bovine anti-tick vaccine discovery

为解决长角血蜱（Haemaphysalis longicornis）对农业和畜牧业的威胁及传统杀螨剂耐药问题，研究人员开展了对长角血蜱基因组及转录组的研究。结果获得高质量基因组组装和基因目录，还筛选出潜在疫苗候选分子，为抗蜱疫苗研发提供了重要资源。

　　长角血蜱，这个原本生活在亚洲温带地区的 “小怪物”，如今却成了全球多地的 “麻烦制造者”。它不仅跨越重洋，在澳大利亚、新西兰、美国等地 “安营扎寨”，还凭借着孤雌生殖的特性迅速扩张。更让人头疼的是，它还是多种病原体的传播媒介，像牛泰勒虫病的病原体东方泰勒虫池田基因型（Theileria orientalis Ikeda genotype），严重威胁着人类和动物的健康，给畜牧业带来了巨大损失。

长期以来，人们主要依靠传统的杀螨剂来控制长角血蜱的数量，但随着时间的推移，蜱虫对这些杀螨剂产生了抗药性，使得化学防治的效果大打折扣。在这样的背景下，开发新的控制手段迫在眉睫，而抗蜱疫苗的研发成为了研究的热点方向。

为了深入了解长角血蜱的生物学特性，寻找有效的抗蜱疫苗靶点，美国罗格斯大学（Rutgers University）等机构的研究人员展开了一项深入研究。

研究人员运用了多种关键技术方法。首先，通过 PacBio HiFi 单分子测序和 Hi-C 染色体构象捕获技术，对长角血蜱进行基因组测序和组装。同时，利用 RNA 测序（RNA-seq）构建了器官特异性转录组文库。此外，借助多种生物信息学工具对预测的蛋白质组进行筛选，寻找潜在的疫苗候选分子。

研究结果如下：

1. 高质量基因组组装：研究人员成功组装出包含 270 个支架、单倍体基因组大小为 3.09 Gbp、N50 为 213.4 Mbp 的高质量基因组。基因预测识别出 21,947 个高置信度基因结构，其中包含 96.2% 的核心节肢动物 odb10 直系同源物。
2. 器官特异性基因表达差异：通过对唾液腺、中肠、卵巢、前腿和后腿等器官的转录组分析，发现不同器官的基因表达存在显著差异。例如，唾液腺基因集在核糖体生物发生、肽合成和电子传递等分子功能类别中显著富集；中肠基因集在脂质 / 酰基辅酶 A 结合、氧化还原酶和单加氧酶酶、蛋白酶和肽酶调节以及丝氨酸水解酶等功能方面富集；卵巢基因集则在 DNA 结合酶、螺旋酶、核酸酶、DNA/RNA 聚合酶和转录因子活性等与生殖过程相关的功能中富集。
3. 潜在疫苗候选分子筛选：通过生物信息学筛选，研究人员发现了多个潜在的抗蜱疫苗候选分子。如 Innexin 和 Integrin beta（ITGB1）家族成员，可能在细胞形态发生和蜱的生物学过程中发挥重要作用；Aquaporin（AQP12B）参与渗透调节；Chitin deacetylase 1（CDA1）和 Obstructor-E 与几丁质代谢相关；Niemann-Pick type C2（NPC2）和 Sterol O-acyltransferase 1（SOAT1）在胆固醇代谢中起作用；SPARC 和 Follistatin-like 1 可能与卵巢发育和细胞生长调节有关；Neurexin IV（NRX-4/CNTNAP1）则可能参与蜱的神经系统功能。

研究结论和讨论部分表明，该研究首次利用 Sequel IIe 序列技术生成了长角血蜱基因组，其组装完整性较高，为蜱基因组研究提供了重要资源。通过器官特异性分析，揭示了蜱复杂的生理过程和基因表达网络。筛选出的众多潜在疫苗候选分子，为后续抗蜱疫苗的开发提供了丰富的靶点，有望通过进一步实验验证，开发出有效的抗蜱疫苗，减轻长角血蜱对人类和动物健康的威胁，推动畜牧业的健康发展。这一研究成果发表在《BMC Genomics》上，为相关领域的研究开辟了新的道路，对未来蜱虫防治和疫苗研发具有重要的指导意义。