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科学家发现了昆虫的短周期成熟,为疾病预防开辟了新途径

科学家发现了昆虫的短周期成熟,为疾病预防开辟了新途径

加州大学河滨分校的一项新研究表明,科学家可能很快就能阻止传播疾病的蚊子成熟。利用同样的基因改变技术,它们也可能有助于促进有益的大黄蜂的繁殖。

这项研究表明,与之前的科学观点相反,昆虫性成熟所需要的激素不能通过大量的细胞将血液从大脑中分离出来,除非有一种转运蛋白分子的帮助。

“在这一发现之前,就有一个长期存在的假设,即类固醇激素可以自由通过血脑屏障,”加州大学圣乔治分校的昆虫学助理教授山中直树(Naoki Yamanaka)说,他领导了这项研究。“我们已经证明事实并非如此。”

这项研究发表在本月的《当代生物学》(Current Biology)杂志上,详细阐述了运输蛋白受阻对果蝇性成熟的影响。

阻断转运蛋白不仅阻止了类固醇进入大脑,还永久性地改变了果蝇的行为。当苍蝇处于婴儿期或“蛆”阶段时,它们通常停留在食物来源或食物来源。

后来,当它们准备进入更成熟的生活阶段时,它们会表现出“流浪行为”,也就是它们从食物中出来,找一个地方脱掉外层身体,变成一只成年苍蝇。

Yamanaka说,当转运蛋白基因被阻断时,果蝇进入了从婴儿期到成人期的中间阶段,但它们从来没有离开过它们的食物,后来在没有成年或繁殖的情况下缓慢死亡。

Yamanaka说:“我们进行这项研究的最大动机是通过果蝇作为模型物种,挑战关于类固醇在血脑屏障内自由运动的普遍假设。”“从长远来看,我们对控制类固醇激素转运体的功能来控制昆虫和潜在的人类行为很感兴趣。”

目前,山中正在研究改变蚊子的基因是否会产生类似的效果。由于蚊子是许多疾病的带菌者,包括寨卡病毒、西尼罗河病毒、疟疾和登革热,这些发现在改善人类健康方面具有巨大潜力。

相反地,也可能有一种方法可以改变基因来控制益虫的繁殖,从而帮助它们。近年来,大黄蜂的数量一直在下降,它们为许多人类喜爱的粮食作物授粉。

此外,这项工作还有可能更直接地影响人类。类固醇激素影响人体的各种行为和反应。例如,人在压力下会产生一种叫做皮质醇的类固醇激素。它进入大脑,使人类能够应对压力。

然而,当经历长期的压力时,皮质醇会在大脑中积聚并引发多种问题。山中伸弥说:“如果在人类体内也存在同样的皮质醇机制,我们或许能够阻断血脑屏障中的转运蛋白,保护我们的大脑免受慢性压力。”

“这是一个令人兴奋的发现,”研究作者山中说道。“这只是在苍蝇身上,但超过70%的人类疾病相关基因在苍蝇身上都有类似的基因,所以很有可能这对人类也适用。”

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