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综述:解码蚊媒病毒互作:从经典遗传学到多组学
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月27日 来源:TRENDS IN Microbiology 14.0
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这篇综述系统梳理了蚊媒病毒(如登革病毒DENV)与埃及伊蚊(Aedes aegypti)互作机制的研究进展,涵盖正向遗传学、反向遗传学(reverse genetics)和多组学(multi-omics)等关键技术,特别强调单细胞组学(single-cell omics)和空间组学(spatial omics)在揭示媒介能力(vector competence)分子基础方面的突破性应用,为开发靶向蚊媒控制策略提供新思路。
【Highlights】
野生蚊群遗传多样性分析已成为发现媒介能力新遗传决定因子的有力策略。靶向与非靶向方法具有互补性:非靶向方法可筛选候选因子,靶向方法则能深入验证假设。连锁定位(linkage mapping)阐明了媒介能力的遗传基础,而多组学技术(multi-omics)深化了对蚊-病毒互作的理解。单细胞组学(single-cell omics)与空间组学(spatial omics)为蚊媒感染动态研究提供了前所未有的分辨率。
【Abstract】
蚊媒病毒传播持续威胁全球健康,阐明蚊虫获取和传播病原体的分子机制(即媒介能力)对开发新型防控策略至关重要。该综述以埃及伊蚊-登革病毒(DENV)为模型系统,系统回顾了从经典正向遗传学到高通量组学技术的演进历程。研究者通过反向遗传学(reverse genetics)等手段鉴定出多个影响媒介能力的蚊虫分子因子,并探讨了现有方法的局限性。新一代技术有望彻底改变对蚊媒病毒互作的认识,包括:精确描述虫体内感染动态、预测感染结局,以及开发基于媒介特性的精准防控工具。
研究进展表明,媒介能力受多基因调控网络影响。通过全基因组关联分析(GWAS)发现,蚊虫中肠屏障和免疫通路(如Toll、JAK-STAT通路)相关基因显著影响病毒易感性。转录组学揭示病毒感染会触发蚊虫RNA干扰(RNAi)通路核心组分(如Dicer-2、Ago2)的表达变化。蛋白质组学则鉴定出病毒粒子结合蛋白如硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPG)在病毒附着过程中的关键作用。
最新单细胞技术解析了蚊虫组织异质性,发现中肠上皮细胞亚群对病毒入侵具有选择性易感。空间转录组首次绘制出病毒在蚊体内部的时空传播图谱,显示唾液腺中存在特定的病毒扩增"热点区域"。这些发现为开发阻断病毒传播的基因驱动(gene drive)系统提供了分子靶点。
未来研究将整合群体遗传学与功能基因组学,通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术验证候选基因功能。人工智能辅助的多组学数据整合,有望建立媒介能力的预测模型。这些突破将推动从传统杀虫剂防控向基于分子靶标的精准干预策略转变。
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