蚊子幼虫肠道如何帮助创造高度特异的杀虫剂

世界上最致命的动物是蚊子，其中埃及伊蚊是其中最危险的之一。这种昆虫传播引发登革热的病毒，而近期在波多黎各宣布进入流行病状态。《美国化学学会杂志》发表的研究报告了一种能够标记埃及伊蚊消化系统中碱性环境中蛋白质的新分子，这些分子有助于科学家们开发杀虫剂来对抗蚊虫。

尽管存在蚊虫杀虫剂，但这些害虫正在产生抗药性，需要取得进展以减少它们的数量，并减缓它们传播的疾病病原体，包括疟疾寄生虫、寨卡病毒和登革病毒。值得庆幸的是，某些蚊子幼虫的消化系统，包括埃及伊蚊，是独特的：它们的中肠开始处的pH值呈现急剧上升，形成高碱性区域，然后随着消化的进行逐渐趋于中性pH环境。因此，迈克尔·里勒（Michael Riehle）、约翰·朱艾特（John Jewett）及其同事希望开发分子探针，可以对这种pH变化做出反应，在中肠碱性部分“激活”。

该团队合成了两种碱基反应分子和一种控制分子用于测试探针。每组30至40只蚊子幼虫通过滤食摄入这些探针，然后将其通过消化系统。在碱性中肠中，这两种新的碱基反应分子经历了一系列化学变化，使它们能够结合到肠道内的蛋白质，并通过荧光被研究人员检测到。摄入控制分子的幼虫没有显示出这种荧光。用这些分子探针到达并标记幼虫肠道蛋白，将为未来开发新的杀虫剂创造目标，研究团队表示。此外，由于大多数生物具有中性或酸性的消化系统，这些碱性特异性分子探针不会影响它们，从而最小化可能的副作用，使未来的杀虫剂对目标物高度特异。研究人员表示，这种特异性和适应性能够使杀虫剂更具抗变异性，并更有效地对抗蚊媒疾病。

作者感谢美国国家科学基金会（National Science Foundation）、2023年技术研究倡议基金（2023 Technology Research Initiative Fund）和国家卫生研究院（National Institutes of Health）的资助。