周三. 5 月 27th, 2020

慈大林明德团队 揭开小黑蚊的黑盒子

小黑蚊吸血后可见其明显胀大的腹部 (林哲先摄)。

俗称小黑蚊的「台湾铗蠓」几乎在全台都可以发现,经常在许多风景区、校园的草地或树荫下埋伏,伺机叮咬人吸血,早已令人不胜其烦。由于气候暖化,小黑蚊的叮咬更是「全年无休」。很多人希望牠赶快消失,然而对牠为何能够快速繁殖却一筹莫展,只能像对付蚊子一样的喷药,但成效极为有限,更对人体及环境造成伤害。不过这一切的「望蚊兴叹」有了转机,慈济大学团队在小黑蚊的生殖基因研究获致重大成果,开始清楚地知道牠怎么生,揭开小黑蚊的生殖「黑盒子」。
这个研究起缘于一个偶然的机会:几年前慈济大学分子生物暨人类遗传学系的林明德与台大昆虫学系的张俊哲正在研究昆虫生殖基因 vasa 的功能,当时林老师的研究生王思捷用免疫染色法追踪果蝇卵巢中的生殖细胞蛋白 Vasa,希望透过 Vasa 的表现得知生殖细胞如何特化;孰料小黑蚊也不放过王思捷同学,她在做实验时就被叮咬了!王同学一时兴起,逮住叮咬她的小黑蚊,并且顺道用 Vasa 抗体染小黑蚊卵巢。没想到竟可追踪到小黑蚊的 Vasa,而 Vasa 好似探照灯一般在显微镜下「照亮」小黑蚊的卵发育。这个偶然的发现大大鼓励了林明德老师和研究生!他和王同学后来选殖出小黑蚊的 vasa 基因,合成具萤光标记的小黑蚊Vasa 蛋白,再运用先进的共轭焦显微技术追踪,而有了这一连串的惊喜发现。此一研究登上了 2020 年二月份的昆虫学专业期刊「昆虫 (Insects)」 (https://doi.org/10.3390/insects11020106)。
据林老师表示,这个研究特殊的地方在于解开小黑蚊的卵巢发育,而且是在分子层次。他的研究显示:小黑蚊不像果蝇或其他昆虫的卵一步步地发育;相反地,牠在吸完血后约莫 40 小时,所有的卵会同时成熟,颇有「一步到位」之势,48 小时后小黑蚊就会开始找地方产卵,这正可解释小黑蚊为何可如此之快速肆虐!未来林老师的研究团队将扩大研究的层面,除了继续探究生殖细胞发育机制,也将对小黑蚊的全基因体进行解码 (whole genome sequencing) 以及分析牠的转录体 (transcriptome analysis)。如此一来,要进一步了解小黑蚊生殖与栖息行为将可获致更全面的答案。长期研究昆虫 vasa 生殖基因的张俊哲教授非常肯定林明德团队的研究 — 『一旦知道牠怎么繁衍的分子机制,要找到明确的防治策略就不再瞎子摸象!』这是张老师给予本项研究最高的评价。

(注) 林老师感谢所有参与这个研究计画的同学、中兴大学杜武俊老师、中台科技大学李宪明老师对与小黑蚊捕捉与饲养技术的指导与科技部小黑蚊专案计画的支持。

吸血后42小时的小黑蚊卵巢;卵巢中可以清楚的看到发育成熟的卵 (林明德提供)。