【解放日報】上??茖W家發(fā)現(xiàn)真菌抑制蚊蟲免疫反應(yīng)的新機制,為研發(fā)高效生物殺蟲劑提供新思路
文章來源:分子植物科學卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所 | 發(fā)布時間:2019-09-20 | 【打印】 【關(guān)閉】
蚊子是瘧疾、登革熱、寨卡、腦炎等多種疾病的傳播媒介。據(jù)世界衛(wèi)生組織報告,2017 年全球仍有90多個國家共2.19 億人感染瘧疾,死亡人數(shù)高達50萬。由于化學殺蟲劑的長期廣泛使用,蚊蟲已對化學農(nóng)藥產(chǎn)生了普遍抗性,加上瘧原蟲耐藥性問題的出現(xiàn)和疫苗的缺乏,亟需發(fā)展新的方法和策略用于蚊媒疾病的防控。
9月20日,中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心王四寶研究組在國際學術(shù)期刊《自然通訊》在線發(fā)表了一項研究,揭示了殺蟲真菌實施跨界抑制昆蟲免疫反應(yīng)并促進感染的新機制。殺蟲真菌,在蚊蟲生物防治和阻斷病原傳播上具有巨大優(yōu)勢,是一種環(huán)境友好型的生物殺蟲劑。開展殺蟲真菌與蚊蟲互作機理研究,對研發(fā)高效生物殺蟲劑具有重要意義。
昆蟲和真菌的相互作用是一個復雜的過程,昆蟲具有高效的免疫系統(tǒng)對抗微生物感染,真菌必須有效抑制昆蟲免疫反應(yīng)才能成功感染。王四寶研究團隊前期研究發(fā)現(xiàn),殺蟲真菌通過抑制腸道免疫來操縱腸道細菌協(xié)同殺蚊的互作新機制。病原菌與寄主昆蟲在長期的進攻和防御“軍備競賽”中,進化出能夠幫助其破壞或抑制昆蟲免疫反應(yīng)的因子(即效應(yīng)因子)。然而,殺蟲真菌是否也利用效應(yīng)因子進入昆蟲細胞內(nèi)靶向調(diào)控昆蟲基因的表達來抑制寄主免疫反應(yīng)卻知之甚少。
該研究發(fā)現(xiàn)殺蟲真菌球孢白僵菌剛開始入侵蚊子體壁時,會高表達一種小分子RNA(命名為milR1),該小分子RNA與承擔物質(zhì)運輸作用的囊泡結(jié)合,以“搭便車”的方式輸送到昆蟲細胞后,與昆蟲細胞內(nèi)的AGO1蛋白結(jié)合,使宿主免疫相關(guān)基因“沉默”,導致昆蟲抗真菌免疫系統(tǒng)Toll信號通路“失效”。當真菌侵入到蚊子血腔后,持續(xù)表達的milR1會激活血腔中的黑化免疫反應(yīng),此時聰明的真菌會主動降低milR1的表達,再次成功逃避蚊子的免疫“攻擊”,最后達到成功侵染并殺死蚊子的目的。
該研究首次揭示了真菌利用小分子RNA作為效應(yīng)因子來抑制昆蟲免疫反應(yīng)達到有效侵染的新機制。這一研究不僅發(fā)現(xiàn)了殺蟲真菌新的致病機理,而且開辟了一個新的研究方向,為研發(fā)高效生物殺蟲劑提供新的思路。