2篇science同時揭示細菌可以抵抗瘧疾

iNature：為了防止蚊子傳播瘧疾，是時候瞄準腸道了。兩個研究小組發現，蚊子的腸道微生物可以幫助他們對瘧疾寄生蟲的抵抗力。一個研究組使用「武器化」的細菌將將寄生蟲阻止在蚊子的腸道中。另一個發現，由於其微生物，具有瘧疾阻斷基因的蚊子具有意想不到的交配優勢。

加利福尼亞大學河濱分校生物學家奧馬爾·阿克巴里（Omar Akbari）說：「我發現這兩種研究都以不同的方式令人興奮。 「我真的希望看到這些技術在現場測試。」

在咬傷一名感染瘧疾的人後，一隻雌性按蚊蚊子在其腸道內裝有瘧原蟲 - 惡性瘧原蟲。所以馬里蘭州巴爾的摩約翰霍普金斯大學的分子昆蟲學家馬塞洛·雅各布·洛雷納（Marcelo Jacobs-Lorena）及其同事已經開發了一系列轉基因細菌，與寄生蟲相抗衡，降低了昆蟲通過下一次咬傷的機會。但到目前為止，很難讓這些有用的細菌通過蚊子種群傳播。

最近，常規解剖變得非常普遍。在Jacobs-Lorena實驗室的王四寶博士（現在已經是中國科學院上海生命科學研究院的研究員）在蚊子卵巢中發現了一種流體樣的物質，使蚊子狀態變得非常的不好，這可能揭示在蚊子裡面隱藏了細菌。他發現的細菌品種，是沙雷氏菌屬的常見屬中是一種新的菌株，在蚊子裡面非常容易傳播。當雌性甘比亞按蚊去吃含有沙雷氏菌的糖時，這種細菌迅速地填滿了他們腸道。細菌出現在卵細胞表面，甚至可以傳播到幼蟲上。也可以從雌性蚊子向雄性蚊子傳播。

微生物似乎沒有負面影響，所以研究人員準備了抗瘧原蟲基因。他們設計靶向五個分子，使用不同的方法殺死，捕獲或閹割瘧原蟲。在2天前，通過基因工程修飾的細菌去感染血液，然後去餵養給瘧原蟲，結果研究人員發現比未經處理的對照組少約少93％的寄生蟲。9月29日，結果「科學」上發表。

羅利北卡羅來納州立大學的進化生物學家弗雷德?古爾德（Fred Gould）說：「我一直都是懷疑這件事情的人之一。」這部分是因為在腸道的競爭環境中很難使細菌茁壯成長，他說，從蚊子長大到成年時，要一直對抗瘧原蟲。 「但是看起來他們在這裡取得了一些有趣的進展。」

蚊子是否會像在實驗室那樣，在自然環境下也會有類似的現象，還有待觀察。 Jacobs-Lorena的團隊準備在尚比亞南部的一個工廠準備一個圍牆，其中包括「植被和花卉和一些小屋」，他們認為在更現實的環境中測試他們的實驗成果。

位於約翰霍普金斯大學的另一支隊伍正在研究瘧疾控制的其他方法。研究蚊子的生物學家喬治·迪波普洛斯（George Dimopoulos）及其同事已經發現Rel2的蛋白質的產生可以幫助瘧疾傳播，該基因有助於阻止其蚊子的腸道感染。該基因似乎使蚊子在交配和傳播其基因方面具有競爭優勢，該團隊今天在另一份科學論文中報告。

Dimopoulos說，該團隊追蹤到了Rel2對蚊子腸道微生物群落的改變，這可能會影響昆蟲對潛在伴侶的感覺。實驗顯示出令人驚喜的對立面偏好：基因改造的雄性蚊子更可能與未修改的雌性蚊子交配，而未修改的雄性則優選改良的雌性蚊子。通過遺傳群體學分析，發現下一代的大約90％攜帶了Rel2基因，該比例持續了10代。

「我不認為任何人都會有這樣的期望，」古爾德說。

Dimopoulos認為使用遺傳修飾來驅動交配偏好可以提供比其他方法更「自然」和「微妙」的方式來傳播抗瘧原蟲基因。這種方法顯示出作為瘧疾控制戰略的希望，但也引起了人們擔心，這將是不可預測的，難以控制的。

Akbari說，基於CRISPR的方法確實涉及將更複雜的分子機制放入細胞中，但它們也可以證明比採用複雜交配動力學的新方法更可靠。 「我認為基因驅動可能是一種更強大的技術，可以跨物種移植，」他說。

耶魯大學的遺傳學家傑夫·鮑威爾（Jeffrey Powell）說，這些論文提供了「有想像力的方式」來操縱蚊子微生物進行疾病控制。 「開發多種工具來控制瘧疾傳播是成功的唯一希望。」

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