创新的化学策略针对蚊子幼虫肠道以对抗致命疾病的传播

蚊媒疾病仍然是一个严峻的挑战，每年威胁数百万人遭受疟疾、登革热、寨卡病毒和基孔肯雅热等疾病的威胁。

为了开发一种生态足迹最小的蚊子控制策略，亚利桑那大学的生物化学家和昆虫学家利用幼虫肠道独特的碱性环境，开创了一种新方法。该团队使用专门设计的化合物，选择性地修饰了蚊子幼虫的肠道蛋白，标志着在对抗蚊媒疾病方面取得了重大进展。

该研究于3月14日星期四发表在《美国化学会杂志》上。

从公共卫生角度来看，传统的蚊虫控制方法面临着障碍。亚利桑那大学昆虫学系教授、该论文的资深作者迈克尔·里尔(MichaelRiehle)表示，蚊子会对常用的杀虫剂产生抗药性。

里尔说：“随着当前方法的耐药性不断发展，针对蚊子幼虫提出独特的目标是一个强大的工具。”

“我们发现了一些在高(碱性)pH值下具有独特反应性的化合物，我们知道蚊子幼虫恰好有这种独特的高pH值环境，”化学与生物化学系副教授JohnJewett说。

该团队设计了一种被称为受保护的三氮杂丁二烯的​​化合物，这些化合物在正常条件下不活跃。但在蚊子幼虫肠道等高pH环境中，这些化合物会释放出称为芳基重氮离子的高反应性分子，然后与幼虫肠道蛋白质结合并对其进行修饰。

“你可以将这些分子比作带有口吻的动物。一旦口鼻在高pH值下被移除，它们就可以锁定附近的蛋白质，”Jewett说。

修饰后的蛋白质通过高效的化学连接过程用荧光标记进行标记。荧光标记用于确认这些设计探针进入幼虫并进行修饰。

朱厄特说，这种两步标记可以被认为是给野生动物添加一个追踪器，这种动物相对较小且不受干扰。第二步：荧光分子将是跟踪跟踪器的人，并将其涂成亮粉色，以便每个人都可以轻松找到它。

这种标记使得能够使用各种生化技术来分离和分离蛋白质来检测修饰的蛋白质。

他们的工作中报道的化合物对蚊子幼虫没有剧毒，但它们确实改变了幼虫肠道中发现的蛋白质。朱厄特说，研究小组目前正在研究这些化合物是否对幼虫消化食物、生长和成虫有长期影响。

Jewett说，由于目标是水生的蚊子幼虫，因此该化合物可以像目前使用的其他几种杀幼虫剂一样直接放入水中。该技术的优点是专门针对蚊子幼虫，不会对其他水生动物造成伤害。Jewett提到，水生环境中很少有生物像蚊子幼虫那样具有很高的pH值。

Riehle说，尽管研究小组仅针对一种蚊子——埃及伊蚊进行了这项研究，但高pH值肠道环境在按蚊和库蚊等其他蚊子物种中也很普遍。除了蚊子之外，这种新型探针还针对黑蝇幼虫，因为它们的肠道pH值较高。里尔说，黑蝇是河盲症的重要媒介。

未来，研究小组计划将不同的潜在有毒化合物附加到这种化合物上，然后测试它们杀死蚊子幼虫的效果如何。

Jewett说：“最初，我们认为释放活性化合物需要高pH值，但后来我们意识到这对蚊子生物学来说是一个有用的环境。”“然后，结果非常顺利。”