小黑蚊解密 慈大揭開生殖「黑盒子」
林明德研究團隊發現,小黑蚊雌蚊只要吸一次血,卵巢內的蟲卵就會同時發育成熟,48小時可找地方產卵,圖爲吸飽血小黑蚊比對照。(慈濟大學提供/王志偉花蓮傳真)
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/王志偉花蓮傳真)
大家可能都有被「小黑蚊」(臺灣鋏蠓)羣攻的苦痛經驗,身爲吸血昆蟲,它叮人比蚊子更無形,但是紅腫的程度更勝蚊子,至今仍苦無對應之策,不過數十年來「望蚊興嘆」可能出現轉機!慈濟大學團隊在小黑蚊的生殖基因研究獲致重大成果,清楚知道牠怎麼生,揭開小黑蚊的生殖「黑盒子」。此一研究登上了 2020 年2月份的昆蟲學專業期刊「昆蟲 (Insects)」,未來將有助對抗「小黑蚊的進擊」。
早期小黑蚊被稱爲花蓮「特產」,最早在山區現蹤跡,可是多你後繁殖速度奇快,也演變成全臺都可以求蹤跡,風景區、校園的草地或樹蔭下埋伏,伺機叮咬人吸血,由於氣候暖化,小黑蚊的叮咬更是「全年無休」。慈濟大學團隊在小黑蚊的生殖基因研究獲致重大成果。
這個研究起緣於一個偶然的機會,慈濟大學分子生物暨人類遺傳學系副教授林明德與臺大昆蟲學系教授張俊哲正在研究昆蟲生殖基因 vasa 的功能,當時林明德指導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,她在做實驗時被叮咬後,她一時興起,補回小黑蚊,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。
這個偶然的發現鼓勵了林明德老師和王思捷,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)」。
林明德表示,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,這正可解釋小黑蚊爲何可如此之快速肆虐!
林明德說,未來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,要進一步瞭解小黑蚊生殖與棲息行爲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」。
林明德感謝所有參與這個研究計劃的同學、中興大學杜武俊老師、中臺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劃的支持。