有史以来第一个转基因蜱有助于对抗蜱传疾病如莱姆病

里诺内华达大学生物化学与分子生物学系助理教授Monika Gulia-Nuss正致力于在她的实验室中创造转基因蜱，这是同类中的第一个，以探索载体控制的新靶点。病媒控制是用于限制传播疾病病原体的生物的任何战略方法，例如莱姆病。

Gulia-Nuss的实验室专门研究鹿蜱，并从国立卫生研究院获得了407,000美元的资助，以继续研究。

“我们的重点是能够在实验室操纵这些蜱，以便我们能够理解不同基因的功能，”Gulia-Nuss说。“通过这种方式，我们可以找到更好的方法来寻找新的疫苗，药物或杀虫剂目标。”

“我们刚从国立卫生研究院获得的这个特殊项目是开发用于生成功能性研究的转基因蜱的方法，”Gulia-Nuss说。

在这个意义上，转基因意味着在生物体中删除或过表达基因 - 在这种情况下是蜱。生成转基因蜱不仅有助于Gulia-Nuss实验室探索载体控制的新领域，还有助于理解与蜱 - 病原体相互作用有关的基因。

“蜱研究的主要障碍之一是我们没有任何遗传工具来剖析其基因的功能，”Gulia-Nuss说。

实验室知道某些基因在其他生物体中的功能，但是在研究蜱虫时，这些特定的工具并不容易获得，因此Gulia-Nuss和她的团队正在构建工具。

Gulia-Nuss最初是一名蚊子生物学家，他参与了蜱虫研究，对吸血蜘蛛的经验很少。对于许多实验室和研究人员来说，研究蜱已经证明在时间方面是困难的。

“我不知道蜱生命周期是两年，”Gulia-Nuss说。“这对我来说是一个惊喜，因为有了蚊子，我已经习惯了10天的生命周期，而这里我有这种生物需要两年时间，这是蜱研究的另一个障碍。”

Gulia-Nuss在她的转基因研究中的第一步是缩短她正在研究的蜱虫的生命周期。

“当我在2016年在大学设立我的实验室时，我的第一个目标是将生命周期缩短到更容易管理的时间，”她说。“我们能够将它从两年减少到五个月，这对我们来说是一大进步。”

实验室能够通过将蜱放置在设置为更高温度的培养箱中来增加它们的新陈代谢并因此使它们更快地蜕皮。

Gulia-Nuss的第二步是注射蜱胚胎，这是以前没有人做过的事情。

“我们甚至不知道注射胚胎需要什么操作，”Gulia-Nuss说。

Gulia-Nuss的合作者和该项资助的共同研究员Robert Harrell是转基因昆虫的专家，负责管理马里兰大学的昆虫转化设施。他们一起利用他们在蚊子胚胎注射方面的专业知识，并将其转化为蜱虫研究。

“我们能够注射蜱胚胎，因此缩短的生命周期和我们证明我们可以注射蜱胚胎的能力是真正帮助我们获得这笔资助的两个主要步骤，”Gulia-Nuss说。

实验室研究背后的主要假设在于破坏蜱中的胰岛素信号传导，从而影响寄生虫的发育。

“如果我们破坏蜱中的胰岛素信号，这将影响它们的生理和行为，并可能影响它们携带的病原体的发育，”Gulia-Nuss说。

胰岛素信号传导对营养代谢非常重要，而营养代谢又对包括蜱在内的所有生物都很重要。

“营养素对于生物体内发育的寄生虫很重要，因为寄生虫需要来自宿主的所有营养物质，”Gulia-Nuss说。“为了获得这些营养素，宿主的胰岛素信号应该是完美的顺序，但如果我们扰乱宿主的胰岛素信号，那可能会影响寄生虫的发育。”

影响寄生虫发育将有助于实验室更好地了解蜱中的病原体相互作用，以及莱姆病等疾病的病媒控制目标。

该实验室正计划使用一种名为CRISPR-Cas9的技术，该技术能够操纵不同生物体中的基因而无需成为模式生物。利用这项技术，该实验室将能够敲除蜱中的基因并更好地了解它们的功能，例如胰岛素信号传导或其他靶标。

“它比上一代的工具更容易，”Gulia-Nuss说。“这不容易，但绝对容易。”

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