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蚊虫CYP450基因家族构建:进化关系、发育表达及转录复杂性分析
蚊虫CYP450基因家族构建:进化关系、发育表达及转录复杂性分析
发布科室:重点实验室    发布作者:寄生虫病所    

  白纹伊蚊(Aedes albopictus),俗称“花蚊子”,作为全球扩散范围最广的入侵蚊虫物种,是登革热、基孔肯雅热等多种蚊媒传染病的重要传播媒介,对人类公共卫生构成显著威胁。而CYP450基因家族作为昆虫体内一类关键基因,广泛参与生长发育、内源性物质合成代谢及外源性物质解毒等重要生理过程,其功能研究一直是昆虫学与公共卫生领域的研究热点。然而,CYP450基因家族参与白纹伊蚊发育过程的相关研究仍有待深入探索。

  本研究采用比较基因组学技术,结合Illumina短读长测序与PacBio全长RNA测序技术,对白纹伊蚊及其他蚊虫的CYP450基因进行了系统性的分析——其中,比较基因组学通过对比不同物种的基因组序列,可精准挖掘基因的保守性与特异性,为解析基因进化规律提供有力支撑;而PacBio全长RNA测序技术则能避免传统短读长测序需依赖计算组装的局限,精准捕获完整的转录本信息,清晰呈现基因表达的多样性细节。该研究成功鉴定出24种蚊虫的CYP450基因组(CYPomes),其中白纹伊蚊基因组中包含174个CYP450转录本,其全长转录组中则鉴定出124个转录本异构体。这些CYP450基因可划分为包含14个基因家族的4大类CYP基因族,且呈现出幂律分布模式(power-law distribution pattern),揭示了该基因家族在白纹伊蚊中的有序分类特征。在进化方面,该研究发现,蚊虫的生态特征(如携带病原体类型、吸血来源等)可能与CYP450基因家族的扩张密切相关,而基因的获得与丢失则是塑造当前蚊虫CYP450基因库的关键进化驱动力——这一发现为解析蚊虫对环境的适应机制提供了新的视角,也印证了CYP450基因在蚊虫进化过程中的重要作用。此外,白纹伊蚊中几乎所有CYP450基因都呈现出动态的发育表达模式,这意味着该基因家族深度参与白纹伊蚊的生长发育调控,为后续解析蚊虫发育机制、寻找生长关键靶点提供了重要线索。同时,借助PacBio全长RNA测序技术,团队还发现白纹伊蚊CYP450全长转录组中存在可变剪接、多聚腺苷酸化(APAs)及基因融合等事件,充分揭示了CYP450基因组的复杂性。该研究系统刻画了蚊虫CYP450基因组的特征及其进化历程,更首次清晰揭示了CYP450基因家族在白纹伊蚊生长发育、环境适应中的表达动态与潜在功能,为后续开发白纹伊蚊精准防控技术(如靶向CYP450基因的新型驱蚊剂、杀虫剂)提供了重要的分子靶点,对降低白纹伊蚊介导的蚊媒传染病传播风险、保障公共卫生安全具有重要的现实意义。

  本研究得到了国家自然科学基金(82472318)、国家科技重大专项 (2018ZX10101002-002-005), 寄生虫病预防控制所科技创新支撑计划(TF2025004)的资助,已于2026年5月发表在《Insect Science》(DOI: 10.1111/1744-7917.70297)。

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文章录入:    责任编辑:    发布时间:2026-06-23 14:08:09