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研究和创新

研究人员测序臭虫基因组,发现独特的特征

臭虫的基因组序列显示了它独特的——也是被唾骂的——特征。由Benoit Guenard拍摄。

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在完成臭虫基因蓝图的研究中,一些关键发现仅仅包括抗杀虫剂和减轻粗糙的性授精行为的多重机制。臭虫是一种寄生性害虫,在过去20年里在全球范围内复苏。

发表在自然通讯,研究人员梳理了基因组的框架臭虫据报道,一些独特的特征导致了这种昆虫最令人痛骂和困扰的特征。北卡州立大学布兰顿·j·惠特米尔昆虫学特级教授、臭虫基因组测序项目的共同负责人Coby Schal说,这些发现将导致对其中一些属性的进一步研究,以了解如何更多地消除这种无处不在的害虫。

Schal说:“这篇论文将我们已经知道很长时间的一些事情扩展到基因组水平。”“例如,我们知道臭虫对杀虫剂有抗药性已经有一段时间了。基因组序列显示了编码酶和其他蛋白质的基因,臭虫可以利用这些酶和其他蛋白质来对抗杀虫剂,无论是通过降解杀虫剂还是阻止杀虫剂渗入身体。”

基因组序列还显示了编码整套蛋白质的基因,这些蛋白质可以减少臭虫交配的创伤性影响。雄性臭虫会尝试与几乎所有移动的臭虫交配,包括幼臭虫和其他雄性臭虫。雄性将镰刀状的附属物注入雌性腹部的v形区域,称为精子。为了对抗这一破坏过程,雌性会产生一种蛋白质弹性蛋白,这种蛋白使精子更坚固,也更灵活,以适应严酷的交配尝试。

Schal说,一些细菌基因也被整合到臭虫的基因组中。在这种横向基因转移中,一种特殊的昆虫寄生虫,一种叫做沃尔巴克氏体的细菌,与臭虫有着特殊的关系:沃尔巴克氏体提供了血液食物所不能提供的东西——一种帮助臭虫生存和茁壮成长的维生素B复合物。

沙尔说:“在这种互惠共生的情况下,来自沃尔巴克氏体的基因组序列存在于臭虫的基因组中。”“我们不知道是细菌选择了臭虫,还是臭虫选择了细菌。这些细菌基因中很少有功能,我们不知道它们在生产什么蛋白质。但如果能将对臭虫有用的细菌基因,比如与B族维生素代谢有关的基因,整合到臭虫的基因组中,那将是非常有趣的。”

另一项重要发现表明臭虫的基因组中没有糖受体,这支持了一种流行的假设,即只靠血液为生的昆虫不再需要检测食物中的糖。Schal说,不像蚊子——根据性别,它们既吃血液也吃花蜜中的糖——专性吸血虫不需要含糖的食物,所以进化消除了它们的糖受体。

臭虫的基因组序列也揭示了臭虫叮咬的一些影响背后的机制。

沙尔说:“臭虫的唾液含有一种局部麻醉剂,含有一些防止凝固的蛋白质。”“这使得臭虫可以偷偷地咬人而不被发现。”

臭虫也有令人难以置信的利尿系统,允许害虫排泄水分。臭虫在吃血的时候,身体可以膨胀100到200%;这种膨胀的大部分都变成了血液中的水。

沙尔说:“臭虫必须能够在保持血液营养的同时排出水分。”

来自贝勒医学院和辛辛那提大学的研究人员是这篇论文的主要作者。Schal的部分研究经费来自美国住房和城市发展部(NCHHU-0017-13奖)、Alfred P. Sloan基金会(2013-5-35 MBE奖)、美国国家科学基金会(os -1052238奖)和北卡罗来纳州立大学布兰顿J.惠特mire基金会。

- kulikowski

编辑报告:论文摘要如下。

“通过对臭虫基因组测序确定的全球人类体外寄生虫的独特特征”

作者辛辛那提大学Joshua Benoit;北卡罗莱纳州立大学的Coby Schal;贝勒医学院的斯蒂芬·理查兹(Stephen Richards);et al。

发表2016年2月2日自然通讯

DOI: 10.1038 / ncomms10165

摘要臭虫,臭虫在过去的二十年里,它重新成为一种无处不在的人类体外寄生虫。这种全球复苏可能与国际旅行和商业活动的增加以及广泛的杀虫剂抗药性有关。的分析c .臭虫测序的基因组(650Mb)和14220个预测的蛋白编码基因提供了与创伤性授精相关的基因的综合表达,与专一性噬血、宿主-共生相互作用和几种杀虫剂抗性机制相关的减少的化学感觉基因库。此外,我们还记录了多个假定的横向基因转移事件的存在。基因组测序和注释为今后研究杀虫剂抗性机制、人床虫与共生床虫的关联以及床虫生物学的独特特性奠定了坚实的基础,使其获得了前所未有的成功c .臭虫作为人类的体外寄生虫。

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