探寻人蚊之战中的科学武器

黄晓东

嗡嗡嗡……嗡嗡嗡……睡意来袭时，如果有只蚊子在枕边来回飞舞，奏着环绕声“小夜曲”，冷不丁再“亲”你一口，给你放点血。想必这是所有人都烦恼过的事了吧？蚊子实在是太可恶了！为了对付这些讨厌的家伙，科学家们可谓“费尽心机”，动足了脑筋。

最近，美国弗吉尼亚理工大学的研究人员们声称已经从埃及伊蚊身上找到了决定蚊子性别的基因，且称其为“Nix”，并已用它来改变了雌蚊身上的性器官。研究人员把Nix基因注入到蚊子的胚胎中后，超过三分之二的雌蚊长出了雄性生殖器和睾丸。然后，研究小组又把Nix基因从雄蚊的身上移除，之后它们便长出了雌性生殖器。

早在70年前，科学家就知道有一种基因控制着蚊子的性别，但是没有人能找到这种基因。弗吉尼亚理工大学的研究人员们通过大量的电脑分析，找到了这种天然存在于雄蚊体内的基因。接着，他们利用基因编辑工具CRISPR-Cas9使雄蚊子体内的这种基因失活，令其长出了雌蚊的性器官。

这项研究为控制蚊子性别的策略提供了依据，即可以将吸血鬼雌蚊转化成无害的雄蚊。但研究人员认为，他们的方法目前尚不完善，可能还需要几年的时间去优化。

其实，科学家一直都在尝试着从基因层面上寻找降低蚊子危害的办法。

例如，2014年发表的一篇论文称，英国帝国理工学院的研究人员开发出了一种新的基因方法来防治疟疾，该方法可使蚊子不再繁殖出雌性后代。

我们知道，雄性精子中的X染色体可以决定它的后代为雌性，针对这个特点，研究者把一种名为“I-PpoI”的DNA切割酶植入了雄性冈比亚按蚊的体内，如此一来，雄性冈比亚按蚊所携带的X染色体几乎全部被剔除，这就意味着这种经过基因处理的雄蚊后代几乎都是雄性蚊子。

数据显示，在第一次实验室实验中，蚊子所繁殖后代中的95%是雄蚊。随后，研究人员从野外捕获了5群冈比亚按蚊进行实验，结果有4群蚊子在经过6代繁育后由于不再有雌蚊而灭绝。

或许，前面这些让蚊子彻底断送香火的做法有点残忍，那么接下来，科学家的策略就显得“人性化”多了。对于蚊子来说，嗅觉极为重要，是其觅食、吸血、寻偶、产卵的依靠。

蚊子的触角是感受气味的主要器官。雌性冈比亚按蚊的触角具有四种类型的薄壁感受器，分别为毛形感受器、锥形感受器、腔锥形感受器以及瓶形感受器。电生理和行为学研究表明，用于感受气味分子的感受器主要是毛形和锥形感受器。其中，毛形感受器对人体气味的微量物质具有很强的敏感性，而锥形感受器是仅次于毛形感受器的另一类重要的嗅觉感受器，对人体散发在空气中的重要物质——乳酸和氨水具有很强的敏感性。腔锥形感受器和瓶形感受器是温度感受器，用于感知人体周围空气的温湿梯度。

环境中的气味分子进入感受器后，在感受器中运输或扩散开，当气味分子与受体蛋白结合以后，便激活了神经元的一系列活动，最终使蚊子感知到气味。整个过程除了气味受体结合蛋白以外，还有嗅觉受体蛋白和气味降解酶等参与其中。

所以说，为什么蚊子对出汗多的人情有独钟，那是因为汗液中的乳酸、氨类等化合物尤其容易被蚊子感知到。

针对蚊子的嗅觉特性，科研组使用了一项名为锌指核酸酶的技术。根据这项技术，用结合蛋白质可破坏蚊子体内的Orco基因。Orco是一个编码蚊子体内嗅觉受体的基因，当Orco基因产生突变时，蚊子就不会再组建嗅觉受体。这相当于破坏了它们的嗅觉，使蚊子不再把人类当作攻击目标。甚至，它们对避蚊胺的气味也变得毫不在意。

人类发明的杀虫剂曾经是蚊子的一大杀手，但是由于被长期大量的使用，蚊子的耐药性不断增强，此外，杀虫剂的生产及使用对环境也会产生污染和破坏。

因此，很多研究者倾向于制造出包括蚊子在内的昆虫嗅到后会自发躲避而不敢接近的化学物质（驱避剂）。正是因为蚊虫是被人类的身体热量、呼出的二氧化碳，还有人体散发的气味（主要包括乳酸、1-辛烯-3-醇）强烈吸引而搜寻到宿主，所以几乎所有蚊虫驱避剂都是通过影响蚊虫的嗅觉感知机制，从而诱导出蚊虫的驱避行为。驱避剂可以从植物的茎、叶、花、果中提取，也可以用化学合成方法获得。（来源：蝌蚪五线谱 责任编辑/墓乔）