上海科学家发现真菌抑制蚊虫免疫反应的新机制,为研发高效生物杀

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蚊子是疟疾、登革热、寨卡病毒、脑炎和其他疾病的传播媒介。根据世界卫生组织的报告,2017年,全世界90多个国家有2.19亿人感染疟疾,死亡人数高达50万。由于化学杀虫剂的长期广泛使用,蚊子已经普遍对化学杀虫剂产生抗药性。除了疟原虫耐药性的出现和疫苗的缺乏之外,迫切需要制定预防和控制蚊媒疾病的新方法和战略。

9月20日,中国科学院分子植物科学卓越中心的王鲍斯研究小组在国际学术期刊《自然通讯》上在线发表了一项研究,揭示了杀虫真菌实现昆虫免疫应答跨界抑制和促进感染的新机制。杀虫真菌在蚊虫生物防治和阻断病原体传播方面具有很大优势,是环境友好型生物杀虫剂。杀虫真菌与蚊虫相互作用机理的研究对高效生物杀虫剂的开发具有重要意义。

昆虫和真菌之间的相互作用是一个复杂的过程。昆虫对微生物感染有有效的免疫系统。真菌必须有效抑制昆虫免疫反应才能成功感染。王鲍斯的研究小组先前的研究发现,杀虫真菌通过抑制肠道免疫来控制肠道细菌和蚊虫叮咬的新的相互作用机制。在长期的攻击和防御“军备竞赛”中,病原菌和宿主昆虫已经进化出有助于它们破坏或抑制昆虫免疫反应的因子(即影响因子)。然而,很少有人知道杀虫真菌是否也使用效应因子进入昆虫细胞,以靶向和调节昆虫基因的表达来抑制宿主免疫反应。

研究发现,当杀虫真菌球孢白僵菌(Beauveria bassiana)第一次侵入蚊壁时,它表达了高水平的小分子rna(命名为milr1)。这种小分子rna与负责物质运输的小泡结合在一起。以“搭便车”的方式运输到昆虫细胞后,与昆虫细胞中的ago1蛋白结合,使宿主免疫相关基因“沉默”,导致昆虫抗真菌免疫系统toll信号通路的“失败”。当真菌侵入蚊子的血腔时,持续表达的milr1将激活血腔中变黑的免疫反应。此时,智能真菌将主动降低milr1的表达,成功地再次躲避蚊子的免疫“攻击”,最终达到成功感染和杀死蚊子的目的。

这项研究首次揭示了真菌利用小分子rna作为效应器抑制昆虫免疫反应和实现有效感染的新机制。本研究不仅发现了杀虫真菌新的致病机理,而且为高效生物农药的研发开辟了新的研究方向,提供了新的思路。

总编辑:黄海华文字编辑:黄海华专题地图来源:视觉中国图片编辑:曹立元

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