細菌,蚊子,不孕不育,科學家,分子機制|這種細菌能讓蚊子“不孕不育”,我國科學家破解背后的分子機制

 
細菌,蚊子,不孕不育,科學家,分子機制|這種細菌能讓蚊子“不孕不育”,我國科學家破解背后的分子機制
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蚊子叮咬不僅會引起紅腫瘙癢,同時也是瘧疾、登革熱等多種疾病的主要傳播途徑。這些疾病每年在全世界造成超過70萬人死亡。
由于化學殺蟲等傳統方法會誘導耐藥性蚊蟲的產生并對生態環境造成污染,因此近年來,生物防治逐漸成為控制蚊媒疾病傳播的熱點,其中利用共生細菌沃爾巴氏菌(Wolbachia)的方法極為有效。
Wolbachia可以說是自然界中最成功的共生菌:約40%的陸生節肢動物都會被這種細菌感染。
這種細菌成功的秘密就在于它可以通過多種策略操縱宿主的繁殖,以達到在宿主種群中快速傳播的目的。在這些策略中最為常見的是胞質不相容性(Cytoplasmic Incompatibility, CI)。
針對“胞質不相容性因子是如何工作的”這一問題,人們提出了多種不同的模型。
主要的兩種模型為宿主修飾模型和毒素-抗毒素模型。其中,只有毒素-抗毒素模型明確CifA與CifB的結合是拯救CI的關鍵。
隨著研究的不斷深入,Cif在CI的產生和拯救過程中的作用一直存在廣泛爭論。
近日,天津大學生命科學學院王澤方教授團隊的研究破解了科學家如何操縱細菌,導致蚊子“不孕不育”的分子機制。
研究發現,這兩個家族的Cif是通過相同的結合模式發揮功能的。
CifA與CifB的相互作用界面可以被劃分為三個區域。基于CifA-CifB復合物結構設計的突變不僅在生化層面破壞了CifA和CifB之間的相互作用,相應地,不能與CinB相互作用的CinA突變體也失去了對蚊蟲發生CI的拯救能力。
這一研究揭示了在Wolbachia感染蚊蟲過程中誘導CI發生和拯救現象的普適分子機制,為在分子水平上理解CI奠定基礎。對利用Wolbachia和CI防控蚊媒疾病和農業蟲害具有重要意義。
相關研究成果以題為“Structural and Mechanistic Insights into the Complexes Formed byWolbachiaCytoplasmic Incompatibility Factors”發表在國際著名學術期刊PNAS上。
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