週三. 4 月 1st, 2020

慈大林明德團隊 揭開小黑蚊的黑盒子

小黑蚊吸血後可見其明顯脹大的腹部 (林哲先攝)。

俗稱小黑蚊的「台灣鋏蠓」幾乎在全台都可以發現,經常在許多風景區、校園的草地或樹蔭下埋伏,伺機叮咬人吸血,早已令人不勝其煩。由於氣候暖化,小黑蚊的叮咬更是「全年無休」。很多人希望牠趕快消失,然而對牠為何能夠快速繁殖卻一籌莫展,只能像對付蚊子一樣的噴藥,但成效極為有限,更對人體及環境造成傷害。不過這一切的「望蚊興嘆」有了轉機,慈濟大學團隊在小黑蚊的生殖基因研究獲致重大成果,開始清楚地知道牠怎麼生,揭開小黑蚊的生殖「黑盒子」。
這個研究起緣於一個偶然的機會:幾年前慈濟大學分子生物暨人類遺傳學系的林明德與臺大昆蟲學系的張俊哲正在研究昆蟲生殖基因 vasa 的功能,當時林老師的研究生王思捷用免疫染色法追蹤果蠅卵巢中的生殖細胞蛋白 Vasa,希望透過 Vasa 的表現得知生殖細胞如何特化;孰料小黑蚊也不放過王思捷同學,她在做實驗時就被叮咬了!王同學一時興起,逮住叮咬她的小黑蚊,並且順道用 Vasa 抗體染小黑蚊卵巢。沒想到竟可追蹤到小黑蚊的 Vasa,而 Vasa 好似探照燈一般在顯微鏡下「照亮」小黑蚊的卵發育。這個偶然的發現大大鼓勵了林明德老師和研究生!他和王同學後來選殖出小黑蚊的 vasa 基因,合成具螢光標記的小黑蚊Vasa 蛋白,再運用先進的共軛焦顯微技術追蹤,而有了這一連串的驚喜發現。此一研究登上了 2020 年二月份的昆蟲學專業期刊「昆蟲 (Insects)」 (https://doi.org/10.3390/insects11020106)。
據林老師表示,這個研究特殊的地方在於解開小黑蚊的卵巢發育,而且是在分子層次。他的研究顯示:小黑蚊不像果蠅或其他昆蟲的卵一步步地發育;相反地,牠在吸完血後約莫 40 小時,所有的卵會同時成熟,頗有「一步到位」之勢,48 小時後小黑蚊就會開始找地方產卵,這正可解釋小黑蚊為何可如此之快速肆虐!未來林老師的研究團隊將擴大研究的層面,除了繼續探究生殖細胞發育機制,也將對小黑蚊的全基因體進行解碼 (whole genome sequencing) 以及分析牠的轉錄體 (transcriptome analysis)。如此一來,要進一步了解小黑蚊生殖與棲息行為將可獲致更全面的答案。長期研究昆蟲 vasa 生殖基因的張俊哲教授非常肯定林明德團隊的研究 — 『一旦知道牠怎麼繁衍的分子機制,要找到明確的防治策略就不再瞎子摸象!』這是張老師給予本項研究最高的評價。

(註) 林老師感謝所有參與這個研究計畫的同學、中興大學杜武俊老師、中台科技大學李憲明老師對與小黑蚊捕捉與飼養技術的指導與科技部小黑蚊專案計畫的支持。

吸血後42小時的小黑蚊卵巢;卵巢中可以清楚的看到發育成熟的卵 (林明德提供)。