基因组测序揭秘臭虫为何如此难缠
最近，美国普渡大学的研究人员参加了一个多机构项目，测定了普通臭虫（Cimex lectularius）的基因组测序。Cimex lectularius的基因组揭示了臭虫独特生物学的遗传基础，并为控制它们提供了新的目标。相关研究结果发表在最近的《Nature Communications》。
臭虫是半翅目臭虫科昆虫，吸食人和温血动物的血液。世界性分布，昼伏夜出，成虫能耐饥一年以上，可以在一个相当广泛的温度和环境里存活（零下32度到零上40度）。作家倪匡曾经在其文学作品中这样描写过臭虫的生命力之顽强：“人的生命力，和臭虫简直无法相比。”
臭虫已经困扰人类至少三千年的时间，二战后，由于杀虫剂的广泛使用，它们急剧减少，但在过去的二十年里，在除了南极洲之外的各大洲，在许多地区臭虫从几近根除，反弹到了惊人的侵染水平。仅在澳大利亚，臭虫感染就上升了百分之4500。
最近，美国普渡大学的研究人员参加了一个多机构项目，测定了普通臭虫（Cimex lectularius）的基因组测序。Cimex lectularius的基因组揭示了臭虫独特生物学的遗传基础，并为控制它们提供了新的目标。普渡大学昆虫学家Ameya Gondhalekar和Michael Scharf注释了臭虫的抗氧化基因，这些基因能够解毒它们所摄取的血液，并可能对化解某些类型杀虫剂发挥作用。相关研究结果发表在最近的《Nature Communications》。
昆虫学副教授Gondhalekar说：“几十年来，臭虫是一种被忽视的害虫，但它们的突然流行，促使科学家们想开发出更好的臭虫控制措施，并更多地了解它们的生物学。基因组为我们在更深层次回答这些问题，提供了一个急需的平台。”
Scharf表示，臭虫的意外复出，可能是由于国际旅游潮、二手商品交换以及害虫对许多传统杀虫剂进化出的耐药性。他说：“没有人对此做好准备。这几乎到了一种危机状态。美国所有大城市都遇到了这个问题。我们的文化已经忘记了臭虫，两代昆虫学家都没有处理过它们。”
基因组结果显示，臭虫已经发展出多种方式对抗杀虫剂。它们犹如盔甲般的外角质层运动障碍和解毒基因，有助于防止杀虫剂的渗透。许多臭虫也进化出新形式的钠通道——神经系统中的门控，是拟除虫菊酯之类的农药杀虫剂的破坏靶标。臭虫也可能使用它们解毒血液的相同强大抗氧化酶系统，来化解摄入的农药。
基因组表明，臭虫间有着明显的近亲繁殖，从而表明对杀虫剂的遗传抗性可以在种群间传播。许多与抗药性相关的臭虫基因，也在其他昆虫（如蚊子、果蝇）中有相似的形式，但Scharf和Gondhalekar指出，抗氧化基因似乎是臭虫所特有的，从而为遗传控制措施提供了可能的目标。
让臭虫很难控制的另一个因素是，即便不吸血它们也能存活几个月，容易地隐匿在衣服、行李、家具和床垫中。许多杀虫剂只能应用于裂缝和底板，使臭虫在喷涂过程中毫发无损。Scharf说：“只需要一次怀孕，臭虫就能对整个建筑发起侵扰。”
成年臭虫可以长到四分之一英寸长，是扁平、红褐色的昆虫。它们用刺吸式口器刺入人的皮肤，吸食血液，通常引起发痒、红肿。人们被臭虫咬伤后严重程度，可能有很大的差异，基因组为研究人员提供了分子资源，来探究臭虫产生的蛋白是否可以引起过敏。
研究人员说，虽然臭虫不传播疾病，但是，抓臭虫叮咬可导致继发感染，而感染可产生心理影响。在臭虫入侵的家庭中，人们可以会经受压力、偏执、睡眠质量差、失眠和抑郁。Gondhalekar说：“一旦你身上有臭虫，一切都变了。你会投入所有的注意力来摆脱它们。”普渡大学昆虫学家Timothy Gibb以前的研究表明，即使人们误以为家里有臭虫入侵，也表现出抑郁加重和疏远他人。
基因组测序还发现，和许多其他昆虫相比，臭虫有显着较低数量的化学感应基因，可能是由于臭虫的宿主特异性。它们从共生细菌中继承了遗传基因，这些共生细菌给它们提供了血液中缺乏的必需营养元素。臭虫也有大量的节肢弹性蛋白编码基因，这种蛋白使其角质层具有弹性。这种适应性可能有助于雌性臭虫在创伤性授精后恢复。
研究人员说，农药公司可以利用这些基因组资源，来筛选有效的化学物质，降低新杀虫剂的市场成本。他说：“幸运的是，我们现在有了基因组资源。现在，有这方面的知识，可以使我们阻止臭虫成为蟑螂和蚊子一样害虫。”
参考文献：Joshua B. Benoit, Zach N. Adelman,, Coby Schal, Stephen Richards. Unique features of a global human ectoparasite identified through sequencing of the bed bug genome. Nature Communications 7, Article number: 10165. doi:10.1038/ncomms10165
本文来源于：生物通/王英
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