蚊子是疟疾、登革热、寨卡、脑炎等多种疾病的传达媒介。人类与疟疾的奋斗前史有千年之久,但疟疾发病率和致死率至今仍居高不下。据世界卫生组织陈述,2017 年全球仍有90多个国家共2.19 亿人感染疟疾,逝世人数高达50万。疟疾曾长时间在我国暴虐,严重危害我国公民生命健康。我国消除疟疾作业获得显着展开,但随着全球化和世界交往日益频繁,近年我国境外输入性疟疾病例呈明显上升趋势。
蚊虫操控是防控蚊媒疾病的重要措施,可是因为化学杀虫剂的长时间广泛运用,蚊虫已对化学农药发生了遍及抗性,加上疟原虫耐药性问题的呈现和疫苗的缺少,亟需展开新的办法和战略用于蚊媒疾病的防控。杀虫真菌可以经过体壁侵染并杀死昆虫,在蚊虫生物防治和阻断病原传达上具有巨大优势,是一种环境友好型的生物杀虫剂。因而,展开杀虫真菌与蚊虫互作机理研讨,对研制高效生物杀虫剂具有重要意义。
2019年9月20日,中国科学院分子植物科学杰出立异中心王四宝研讨组在世界学术期刊Nature Communications上在线宣布了题为“病原真菌使用一个小分子缄默沉静RNA按捺蚊子免疫并促进感染(A fungal pathogen deploys a small silencing RNA that attenuates mosquito immunity and facilitates infection)”的研讨论文。该研讨提醒了杀虫真菌以sRNA作为效应因子施行跨界按捺昆虫免疫反响并促进感染的新机制。
昆虫和真菌的相互效果是一个杂乱的进程,昆虫具有高效的免疫系统对立微生物感染,真菌有必要有用按捺昆虫免疫反响才干成功感染。王四宝研讨团队前期研讨发现,杀虫真菌经过按捺肠道免疫来操作肠道细菌协同杀蚊的互作新机制(Wei et al., 2017. PNAS)。病原菌与寄主昆虫在长时间的进攻和防护“军备竞赛”中,进化出可以协助其损坏或按捺昆虫免疫反响的因子(即效应因子)。但是,杀虫真菌是否也使用效应因子进入昆虫细胞内靶向调控昆虫基因的表达来按捺寄主免疫反响却知之甚少。
图1. 真菌使用sRNA作为效应因子施行跨界调控寄主蚊虫抗真菌免疫反响的机制
该研讨发现杀虫真菌球孢白僵菌刚开始侵略蚊子体壁时,会高表达一种小分子RNA(命名为milR1),该小分子RNA与起物质运送效果的囊泡结合,以“搭便车”的方法输送到昆虫细胞后,与昆虫细胞内的AGO1蛋白结合,使宿主免疫相关基因“缄默沉静”,导致昆虫抗真菌免疫系统Toll信号通路“失效”。当真菌侵入到蚊子血腔后,继续表达的milR1会激活血腔中的黑化免疫反响(发生有杀菌效果的黑色素),此刻聪明的真菌会自动下降milR1的表达,再次成功躲避蚊子的免疫“进犯”,最终到达成功侵染并杀死蚊子的意图。该研讨初次提醒了真菌使用小分子RNA作为效应因子来按捺昆虫免疫反响到达有用侵染的新机制。这一研讨不只发现了杀虫真菌新的致病机理,并且拓荒了一个新的研讨方向,为研制高效生物杀虫剂供给新的思路。
王四宝研讨组合影
王四宝研讨组的博士研讨生崔春来和王燕为该论文的一起榜首作者,博士生孙佩璐、博士后赵静、上海科技大学生命科学学院刘竞男副研讨员协作参加了该项研讨作业,王四宝研讨员为通讯作者。该研讨得到了中科院战略性先导科技专项(B类)、国家重点研制项目、国家自然科学基金等项目赞助。