叮咬昆虫在从宿主吸血时使用一系列工具,以最大限度地提高他们吃饭的机会。在蚊子的情况下,只有雌性以血液为食,这为产蛋提供了高水平的营养。叮咬昆虫的唾液含有阻止宿主血液凝结的蛋白质,使血管扩张容易接近,并防止发生炎症反应。
其他唾液蛋白质具有更强的特异性作用,可拮抗宿主的免疫系统。因此,沙蝇唾液导致宿主防御性白细胞的死亡,而登革热和寨卡病毒的蚊子载体的唾液蛋白质改变宿主免疫应答以更具抗炎性而不是对疟疾原生动物致死。
以前的工作确定了人类疟疾蚊子载体的唾液蛋白(AAPP),其阻断血小板与胶原蛋白的结合,从而在咬人后抑制凝块形成。现在,由金泽大学领导的国际团队已经研究了AAPP在蚊子血液喂养中的作用。
在Scientific Reports报告的工作中,该团队修改了转基因表达系统,以在蚊子唾液腺中的AAPP启动子的控制下特异性表达针对AAPP的人工抗体。他们首先证实抗体通过与AAPP蛋白形成复合物来阻止AAPP与转基因蚊子中的胶原蛋白结合。然后他们把注意力转向这种抑制的效果。
“我们研究了表达抗AAPP抗体的转基因蚊子在饲喂小鼠宿主时与野生型对照相比的行为,”第一作者Ashekul Islam说。“转基因蚊子在将口腔部分插入宿主后需要更长时间才能建立喂养(探测时间),而且预防时间也明显延长。”
Prediuresis是吸血昆虫分泌液体的过程,以便在适合其中肠的小体积内浓缩摄入的血液蛋白质。然而,长时间的探测和预测时间会带来风险,因为它们会提醒主人咬人的行为,这可能对昆虫有害。就摄入的血液量而言,转基因蚊子的表现也比野生型蚊子差,这直接减少了它们的产蛋量。
“尽管这些明显的行为改变,但在野生型或转基因蚊子体内发育的疟疾寄生虫卵囊数量没有差异,”相应的作者Shigeto Yoshida说。“这表明单独使用血粉的大小并不影响我们实验室模型中的寄生虫发育。”
然而,在现实世界中,作者认为寄生虫负担的高适应性要求会使转基因蚊子在边缘处被灭活的AAPP。