科學家破解瘧疾寄生蟲和蚊子的基因組

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瘧疾繼續困擾著世界人口,尤其是在撒哈拉以南非洲地區的居民,那裡每30秒鐘至少有一人死於瘧疾。 1950年代和1960年代根除該疾病的努力以失敗告終,目前諸如抗瘧藥物等控制措施正迅速失去效力。現在,研究人員已經對最致命的瘧疾寄生蟲和攜帶該寄生蟲的蚊子的遺傳密碼進行了測序。科學家希望本週發表在《科學》和《自然》雜誌上的研究結果將有助於開發出新的方法來對抗該疾病。

在《自然》雜誌上,一個由150多名科學家組成的團隊描述了惡性瘧原蟲的基因組,該寄生蟲可引起瘧疾。該分析耗時六年完成,確定了14條染色體,其中包含近5300個基因,包括近200個產生蛋白質以幫助惡性瘧原蟲逃避免疫防禦機制的基因。更好地瞭解其功能可能會為抗瘧藥物指出潛在的新靶點。

由於瘧疾的傳播需要蚊子作為媒介,因此控制或殺死蚊子是控制疾病的另一途徑。為此,《科學》雜誌上發表的研究工作可能會有所幫助。由塞萊拉基因組公司領導的一個研究聯盟已經對甘比亞按蚊的DNA進行了測序,甘比亞按蚊是將瘧疾傳播給人類的主要蚊子種類。根據該報告,該基因組長2.78億個鹼基,包含近14,000個基因。科學家已經開始確定其功能的艱鉅任務。特別是,他們調查了雌性蚊子吸血時哪些基因被啟用或關閉。塞萊拉公司的主要研究作者羅伯特·A·霍爾特說:“這些途徑可能有助於尋找開發新殺蟲劑或阻斷傳播疫苗的干預點。我認為基因組在短期內將促進的最重要的事情是理解對殺蟲劑產生抗性的分子基礎,並找到新的殺蟲劑靶點。”


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在兩本期刊上發表的額外研究進一步闡明瞭惡性瘧原蟲和蚊子的遺傳學。範德比爾特大學的勞倫斯·J·茲維貝爾及其同事確定了276個對甘比亞按蚊的感覺系統至關重要的基因,該系統用於識別其人類獵物。茲維貝爾說,如果他們能夠識別蚊子用來嗅人類的那些基因,就有可能創造出新的驅蚊劑。紐約大學醫學院的肯尼斯·弗尼克及其同事在甘比亞按蚊的自然種群中發現了賦予瘧疾寄生蟲抗性的基因,使蚊子在不屈服於疾病的情況下充當傳播媒介。

世界衛生組織在瑞士的熱帶病研究和培訓特別計劃的研究人員將新發現,特別是基因組序列描述為公共衛生領域的突破,並“為抗擊瘧疾和其他蚊媒疾病的努力做出了重大貢獻”。儘管有這些令人鼓舞的話,但是科學家說,實際上利用這些資訊來挽救生命很可能需要比目前每年用於瘧疾研究的2億美元更多的資金。哥倫比亞大學地球研究所的傑弗裡·D·薩克斯在《科學》雜誌的一篇評論中寫道,所需的資金將接近每年數十億美元,持續一代人左右。儘管這個數字可能看起來令人望而卻步,但他得出結論,這“將為每年挽救數百萬人的生命,併為數億人提供擺脫貧困和疾病的惡性迴圈的機會而付出的很小的代價。”

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