这份包含逾36.7万个细胞核信息的大型数据集已向公众和科学界免费开放。
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洛克菲勒大学与全球专家团队成功绘制出首张埃及伊蚊细胞图谱。这种黄热病蚊对全球健康构成严重威胁,其传播的疾病种类远超其他蚊类,使之成为地球上最危险的动物之一。
10月30日公布的《蚊子细胞图谱》以细胞级分辨率呈现了从头部到足部19种不同组织的基因表达情况。研究该物种二十余年的莱斯利·沃歇尔表示:"这份图谱完整记录了蚊子每种细胞的基因表达状态。我们对雌雄蚊子的多种组织进行分析,这堪称重大突破。"
该大型数据集收录了超过36.7万个细胞核信息,已向公众和科学界免费开放。
涵盖雌雄双性样本
在此图谱问世前,埃及伊蚊的细胞生物学研究始终处于零散状态。科学家们过去只能通过独立研究分别观察蚊子的不同器官和组织。此外,由于雌蚊需要吸血繁殖而成为唯一病原体传播载体,以往研究明显偏向雌性样本,导致雄蚊数据存在"巨大空白"。研究团队通过创建这份同时涵盖雌雄蚊子的综合资源,成功填补了该领域空白。
技术突破与新发现
研究人员采用单核RNA测序技术,选取19种蚊子组织样本,重点探究感知与宿主搜寻行为、病毒感染、繁殖及中枢神经系统五大生物功能。最终成功鉴定出14个大类下的69种细胞类型,其中多数属首次发现。
细胞级奥秘揭晓
图谱显示,能探测温度与气味等信号的多模式感觉神经元 —— 即"超强感应细胞"的分布范围远超既往认知。这些多功能化学感受器不仅存在于触角,更遍布蚊子的口器、喙部和足部。资深作者纳达夫·夏伊指出:"这些细胞共同使蚊子具备精准寻找宿主、吸血繁殖的强大能力。"这类多功能化学感受器还能帮助蚊子识别甜味和淡水,提升生存概率。
图谱首次揭示了雌蚊吸血后的大脑重构现象。雌蚊吸血后会将注意力从寻找宿主转向孕育卵粒,期间大脑基因表达发生剧烈变化。出人意料的是,雌蚊吸血后叮咬欲望的消退主要受神经胶质细胞调控 —— 尽管这些辅助细胞仅占大脑细胞不足10%,但在此期间会经历"彻底重构"。
另一项突破性发现是:尽管雌雄蚊子形态和行为差异显著,但在细胞层面的性别二态性却十分有限。图谱证实两者细胞构成高度一致,仅生殖器官和少量性特异性细胞群存在显著区别。
推动全球科研发展
新发布的细胞图谱将成为全球科研资源,推动蚊子研究取得新突破。
该研究已于10月30日发表于《细胞》期刊。
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