9月20日,中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所王四寶研究組在國際學術期刊《自然-通訊》(Nature Communications)上在線發表了題為A fungal pathogen deploys a small silencing RNA that attenuates mosquito immunity and facilitates infection 的研究論文。該研究揭示了殺蟲真菌以sRNA作為效應因子實施跨界抑制昆蟲免疫反應并促進感染的新機制。
蚊子是瘧疾、登革熱、寨卡、腦炎等多種疾病的傳播媒介。人類與瘧疾的斗爭歷史有千年之久,但瘧疾發病率和致死率至今仍居高不下。據世界衛生組織報告,2017年全球仍有90多個國家共2.19億人感染瘧疾,死亡人數高達50萬。瘧疾曾長期在我國肆虐,嚴重危害我國人民生命健康。我國消除瘧疾工作取得明顯進展,但隨著全球化和國際交往日益頻繁,近年我國境外輸入性瘧疾病例呈顯著上升趨勢。
蚊蟲控制是防控蚊媒疾病的重要措施,但是由于化學殺蟲劑的長期廣泛使用,蚊蟲已對化學農藥產生了普遍抗性,加上瘧原蟲耐藥性問題的出現和疫苗的缺乏,亟需發展新的方法和策略用于蚊媒疾病的防控。殺蟲真菌可以通過體壁侵染并殺死昆蟲,在蚊蟲生物防治和阻斷病原傳播上具有巨大優勢,是一種環境友好型的生物殺蟲劑。因此,開展殺蟲真菌與蚊蟲互作機理研究,對研發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對抗微生物感染,真菌必須有效抑制昆蟲免疫反應才能成功感染。研究團隊前期研究發現,殺蟲真菌通過抑制腸道免疫來操縱腸道細菌協同殺蚊的互作新機制(Wei et al., 2017. PNAS)。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的因子(即效應因子)。然而,殺蟲真菌是否也利用效應因子進入昆蟲細胞內靶向調控昆蟲基因的表達來抑制寄主免疫反應卻知之甚少。
該研究發現殺蟲真菌球孢白僵菌在剛開始侵染蚊蟲體壁時,會顯著上調表達一種微小RNA (命名為milR1),其通過與囊泡結合以“搭便車”的方式進入昆蟲細胞內后,與昆蟲RNA誘導沉默復合體中的AGO1蛋白結合來劫持宿主RNA干擾途徑,選擇性地靶向沉默昆蟲Toll免疫通路中的配體Spatzle 4 的表達,進而抑制蚊蟲抗真菌免疫反應(該免疫反應產生抗菌肽)。當真菌侵入蚊子血腔內后,持續表達的milR1會激活血細胞中的靶基因CLIPB9 (一個含有發夾結構域的絲氨酸蛋白酶基因)的表達而引起黑化免疫反應(產生有殺菌作用的黑色素),但此時真菌會迅速降低milR1的表達至極低水平,再次成功逃避蚊蟲的免疫“攻擊”,最后達到成功侵染并殺死蚊蟲的目的。這一研究不僅發現了殺蟲真菌新的致病機理,而且開辟了一個新的研究方向,為發展高效蚊蟲生防制劑提供了新思路。
王四寶研究組的博士研究生崔春來和王燕為該論文的共同第一作者,博士生孫佩璐、博士后趙靜、上海科技大學生命科學學院副研究員劉競男合作參與了該項研究工作,研究員王四寶為通訊作者。該研究得到中科院戰略性先導科技專項(B類)、國家重點研發項目、國家自然科學基金等資助。
圖:真菌利用sRNA作為效應因子實施跨界調控寄主蚊蟲抗真菌免疫反應的機制
瑞典科學家研究發現,跨性別男性(出生性別女性)在性別肯定激素治療期間,免疫反應會變得更像順性別男性。這項分析涉及23名跨性別男性,凸顯出性激素在免疫調節中的作用。這些發現對于進行性別肯定激素治療的人的......
瑞典科學家研究發現,跨性別男性(出生性別女性)在性別肯定激素治療期間,免疫反應會變得更像順性別男性。這項分析涉及23名跨性別男性,凸顯出性激素在免疫調節中的作用。這些發現對于進行性別肯定激素治療的人的......
研究人員開發了一種真菌“生物混合機器人”。圖片來源:美國康奈爾大學科技日報北京9月1日電(記者張佳欣)美國康奈爾大學研究人員成功開發出一種由真菌和計算機組成的“生物混合機器人”。這種機器人能夠將真菌的......
盡管人工智能(AI)領域已經取得了顯著突破,展現出了前所未有的智能水平,但它們仍然依賴于20世紀50年代奠定計算基礎的硅基硬件。假如人們能夠擺脫傳統束縛,創造出由生物材料構成的計算機,那將會是怎樣的一......
盡管人工智能(AI)領域已經取得了顯著突破,展現出了前所未有的智能水平,但它們仍然依賴于20世紀50年代奠定計算基礎的硅基硬件。假如人們能夠擺脫傳統束縛,創造出由生物材料構成的計算機,那將會是怎樣的一......
前不久浙江德清鄧女士因家中蘋果上長出白色蘑菇收到中國 科學院昆明植物研究所真菌多樣性與分子進化課題組研究人員求購私信一事引發網友的廣泛關注不少人依舊好奇這株跨越2000多公里的傳奇“蘑菇”如......
近日,暨南大學物理與光電工程學院教授關柏鷗團隊與暨南大學附屬第一醫院教授張宏團隊合作在侵襲性真菌感染早期檢測研究方面取得新進展,他們將目前真菌感染的檢測時間從24小時縮短至30分鐘。相關成果發表于《先......
近年來,隨著人類活動的不斷加劇,特別是化石燃料燃燒和農業施肥的增加,陸地生態系統中的氮、磷等營養物質輸入量顯著上升。據預測,未來幾十年全球氮沉降量將比當前高出1至3倍,磷沉降量也在過去20年內激增了4......
科學家在真菌的進化中發現了一個“臨界點”,該臨界點會抑制真菌生長并塑造其形狀。相關論文發表在《細胞報告》雜志上,研究結果表明,環境因素的微小變化可導致進化結果的巨大變化。菌絲的適應性景觀表明,自然形狀......
在抗逆轉錄病毒治療期間,HIV-1的持續存在或許是由于其在靜止的免疫細胞中建立了長壽的病毒庫。近日,一篇發表在國際雜志NatureCommunications上題為“TGF-βblockadedriv......