负责激活蚊子精子的蛋白质可能会被关闭，从而阻止它们游向卵子或使卵子受精
吸血的成年雌性库蚊。图片来源：CDC
通过灭活蚊子的精子来反击蚊子
最近在加州大学河滨分校（UCR）进行的一项研究表明，负责激活蚊子精子的蛋白质可能会被关闭，从而阻止它们游向卵子或使卵子受精。这项研究可能是控制库蚊种群的重要一步，库蚊是传播脑炎和西尼罗河病毒的常见家庭品种。
“在交配过程中，蚊子尾巴相接，雄性蚊子将精子转移到雌性生殖道中。它可以在那里储存一段时间，但它仍然必须从 A 点到达 B 点才能完成受精，”加州大学河滨分校（UCR） 细胞生物学家和该研究的第一作者塞勒（ Cathy Thaler） 说。
完成这一旅程的关键是在射精过程中释放并刺激精子鞭毛或尾巴以推动其运动的特殊蛋白质。“没有这些蛋白质，精子就无法穿透卵子。它们将保持不动，最终只会退化，”加州大学河滨分校（UCR）生物学教授、新研究的通讯作者 Richard Cardullo 说。
死水中的库蚊幼虫。图片来源：CDC
PLOS ONE杂志详细介绍了这项研究，详细描述了昆虫精子中所有蛋白质的全貌，使研究人员能够找到在精子不活跃时保持精子质量并激活它们游泳的特定蛋白质.
为了获得这些详细信息，研究团队与一组研究生和本科生合作，他们从一个更大的种群中分离出多达 200 只雄性蚊子。然后他们从微小的生殖道中提取了足够的精子，供质谱设备检测和识别蛋白质。
此前，该团队确定精子在进入生殖道时需要钙来推动向前运动。“现在我们可以查看我们创建的完整蛋白质图谱，找到钙通道蛋白，并设计针对这些通道的实验，”Cardullo 说。
这种蛋白质分析提供了一种控制蚊子的途径，比其他可能产生意想不到的毒性作用的方法更环保。“我们已经放弃了到处喷洒杀虫剂，因为那会杀死一切昆虫，无论是好昆虫还是坏昆虫，而且还会伤害其他动物，”塞勒说。
“我们的工作为一种生物控制形式奠定了基础，大多数人都认为这是更可取的，”Cardullo 补充道。
库蚊种蚊卵。图片来源：CDC
关键词是控制，而不是根除。尽管固定精子对于处理过的蚊子来说是 100% 有效的，但杀死所有蚊子是不可能或不可取的。这项技术将改变给定蚊子种群中可育雄性与不育雄性的比例，而不是将它们全部消灭。
“蚊子是地球上最致命的动物。但尽管人们讨厌它们，但大多数生态学家会反对彻底根除它们的计划。它们在鱼类和其他动物的食物链中发挥着重要作用，”Cardullo 说。
该团队希望有关库蚊精子活力调节剂的信息也适用于其他种类的蚊子。随着气候变化的加剧，许多其他蚊子，例如携带疟疾的蚊子，正在向北半球迁移。
此外，更多地了解库蚊精子活力可能会对提高人类的生育能力产生影响。
Cardullo 长期以来一直在研究哺乳动物的精子，希望开发出一种男性避孕药。然而，与防止意外怀孕同样重要的是努力帮助夫妇怀孕。多年来，人类生育率一直在下降，部分原因是环境因素。更好地了解精子可能有助于克服其中一些因素。
“许多细胞都有鞭毛或尾巴，包括人类呼吸细胞和我们肠道中的细胞，”Cardullo 说。“我们在一个系统中学到的东西，比如蚊子，可以转化为其他系统。”
Reference: “Using the Culex pipiens sperm proteome to identify elements essential for mosquito reproduction” by Catherine D. Thaler, Kaira Carstens, Gabrielle Martinez, Kimberly Stephens and Richard A. Cardullo, 16 February 2023, PLOS ONE.DOI: 10.1371/journal.pone.0280013