另類解決蚊患方法:變性

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圖片來源:路透社

被蚊叮既痕癢不止,又有染病的可能,但牠們在自然界有其存在意義,科學家因而熱衷尋找,讓人蚊和平共處的方法。最近,美國維珍尼亞理工大學一項研究取得突破,證明單一基因可把會叮人的雌性埃及伊蚊(Aedes aegypti),變成能夠繁殖後代、卻不會傳播病原體予人的雄蚊。

雌性埃及伊蚊需要血液產卵,而牠們在叮人吸血的同時,亦同時把寨卡病毒、登革熱等病原體傳播。雄蚊則不會咬人,也無法將病原體傳播給人類。但要怎樣做,才可把雌蚊變雄蚊?「雄性決定基因座(Male-determining locus、簡稱 M 基因座)」,成為令埃及伊蚊變性的關鍵。

農業與生命科學學院生物化學系教授 Zhijian Tu 表示,M 基因座在埃及伊蚊確立了「雄性」,而它就像人類的 Y 染色體,僅由雄性後代遺傳。「通過從埃及伊蚊 M 基因座內找到的雄性決定基因 Nix,插入可被雌性遺傳的染色體區域,我們證明單靠 Nix,就足以把雌蚊變為具生育能力的雄蚊。」

團隊與德州農工大學的昆蟲學系的 Zach Adelman 實驗室,以及維珍尼亞大學生物複雜性研究和倡議所的 Chunhonghong Mao 合作後,更發現即使沒有 M 基因座,僅是 Nix 轉基因就足以將雌蚊,變成具備雄性特有兩性異形(sexually dimorphic)特徵、以及如雄性基因的雄蚊。

附在葉上的埃及伊蚊(Aedes aegypti)。 圖片來源:路透社

實驗室前成員、英國 Pirbright 研究所高級研究科學家 Michelle Anderson 指出:「Nix 中介的變性方式在實驗室內經歷許多代,仍然有穩定及高滲透力,意味這些特徵將獲後代繼承。」然而,這些變性蚊子未有遺傳同在 M 基因座、雄蚊飛行所需的基因 myo-sex。換言之,牠們飛不起來。

雖然蚊子需要飛行來交配,但當變性後的雄蚊遇上呈現冷麻醉的野生型雌性,仍可繁殖可作變性的後代。參與研究的 James Biedler 認為,Nix 在制定控蚊策略上有具大潛力,通過把雌蚊變性的方式減少媒介種群,或對只釋放雄蚊的昆蟲節育技術(Sterile Insect Technique),有所幫助。

研究團隊希望,日後能探索 Nix 啟動雄性生育途徑的機制,並了解它在同屬蚊子中如何進化。Tu 指出:「我們發現在其他伊蚊(Aedes)也有 Nix 基因。問題是,這種基因與決定性別基因座,如何在蚊裡進化。」他們盼望這些發現,對於研究其他昆蟲、脊椎動物和植物也有的同型性染色體(homomorphic sex chromosomes),能夠提供參考。