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消滅蚊子的大絕招:讓雌蚊變性

「嗡~嗡~嗡~」晚上睡覺時如果聽到這種聲音,代表你今晚又必須跟擾人清夢的蚊子奮戰一整夜了。被蚊子吵到不能睡、被叮幾個包其實都還算小事,如果你被埃及斑蚊(Aedes aegypti)「叮」上了,可能還會得黃熱病或登革熱。不過,在埃及斑蚊中也只有雌蚊會吸人血和散播疾病,所以科學家打算在基因上動點手腳,將埃及斑蚊的雌蚊都變性成雄蚊。

過去,科學家已經發現,決定埃及斑蚊會不會長成雄蚊的DNA片段就位於第一對染色體上,他們將這個片段命名為核心M(M locus),但科學家仍無法確切指出到底是哪個特定的基因具有這種決定性別的功能。事實上,由於這個基因太小了,科學家在2007年所公布的埃及斑蚊染色體組中甚至沒有包含這個基因。

為了找出這個基因,維吉尼亞理工學院暨州立大學(Virginia Polytechnic Institute and State University)的分子遺傳學家Zach Adelman和他的同事們找來兩個不同品種的埃及斑蚊,他們列出這兩種埃及斑蚊的雄蚊及雌蚊的數千段DNA片段,並在其中找出較常出現於兩個品種的雄蚊的DNA片段。根據這種方法找到164個符合的片段後,他們再將這些片段與胚胎期較活躍的基因進行比對,試圖找出在雄性胚胎前期較為活躍的片段。經過不斷的分析及比對,只剩下24個片段符合所有的特徵,而研究團隊也在這些片段中發現一個全新的基因,並將它命名為Nix。

研究團隊近日在科學網站Science公布,當他們在雌蚊的胚胎中注入含有Nix基因的DNA片段,大概一半的雌蚊都會因此長出雄蚊的外生殖器(不過研究團隊並沒有測試這些變性後的雌蚊是否還具有吸人血及散播疾病的能力)。Adelman表示:「我們仍不是很確定哪個DNA片段能決定埃及斑蚊能否長成雄蚊,但可以確定的是,這個片段中一定有包含Nix基因。」

等研究團隊成功找到決定埃及斑蚊性別的DNA片段後,他們就能將這個研究結果應用於現存消滅蚊子的方法上。例如,專門研究如何消滅蚊子的Oxitec公司就能將這項研究結果與他們的發明結合。Oxitec公司已經研究出一種能讓蚊子的後代夭折的基因,如此一來就能大大減少蚊子的數量。不過,由於雌蚊會散播疾病,Oxitec公司僅能以雄蚊來進行這項計畫。昆蟲學家Bart Knols說:「如果你可以只繁殖雄蚊,就能夠降低執行的成本並提升效率。」Knols自己在荷蘭擁有一間專門製造捕蚊器的In2Care公司。

Knol也特別提醒,研究團隊必須證明他們有辦法進行完整的變性程序。Adelman表示,在他們的研究中,只有一部份的雌蚊會變成雄蚊,因為Nix基因必須先完全植入蚊子的染色體組,才有辦法製造數量足夠的蛋白質。他說:「如果這個過程能在蚊子的組織中隨時進行,那我們就有機會能研究出變性成功、且具有生育能力的雄蚊,我們正在朝這方面努力。」

把眼光放遠一點,這可能可以再導出另一個消滅蚊子的策略。近期,科學家也公布一個能將特定基因100%遺傳給下一代的方法。如果將這個方法與Nix基因結合,我們就能製造一個散佈雄性基因的連鎖反應。Adelman說:「如果將這種雄蚊釋放出去,牠們就會再繁殖出更多的雄蚊,直到牠們的族群完全被消滅。」但Adelman也承認,目前談論這些技術還嫌太早,他說:「在這些方法進入實際應用層面之前,我們仍需要研發出能控制這些系統的技術。」

資料來源:

Gene turns female mosquitoes into males Science Now [May 21, 2015]

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泛科學特約編譯作者。一個很容易臉紅的女生,最想去的國家是印度。