埃及伊蚊芳烷基胺N-乙酰基转移酶2的突变能够影响蚊虫宿主寻找行为与体表色斑形成

作者：张磊; 陈朝辉; 唐雨; 廖承红; 韩谦

来源：2021中国畜牧兽医学会兽医寄生虫学分会第二届青年科学家学术论坛, 中国上海, 2021-10-16.

DOI：10.26914/c.cnkihy.2021.080687

• 芳烷基胺N-乙酰基转移酶
• CRISPR/Cas9
• 表皮色斑
• 宿主寻找
• 埃及伊蚊

埃及伊蚊芳烷基胺N-乙酰基转移酶(Arylalkylamine N-acyltransferases,aaNAT)是蚊虫黑化反应中非常关键的酶,之前研究发现,aaNAT能够催化多种神经递质的乙酰化反应,包括多巴胺、五羟色胺、色胺、章鱼胺、去甲肾上腺素和其他芳烷基胺,从而形成N-乙酰基-芳烷基胺。本研究通过前期构建的埃及伊蚊aaNAT2的基因时空表达谱发现aaNAT2主要在埃及伊蚊幼虫阶段和头中表达量高,推测aaNAT2基因可能跟蚊虫神经递质的灭活功能相关。利用CRISPR/Cas9技术对埃及伊蚊aaNAT2基因进行敲除,埃及伊蚊aaNAT2基因能够成功构建杂合突变体,未筛选到纯合突变体,并且杂合突变体其中一条染色体所编码的aaNAT2蛋白被提前终止,由原来的238个氨基酸变成67个,其与乙酰辅酶A的活性结合位点丢失,理论上来讲,相比野生型,aaNAT2杂合突变体体内仅存在一半的有活性的aaNAT2蛋白。但是即便杂合子也对蚊虫的生理产生了重要的影响,我们发现aaNAT2突变株的幼虫出现了许多不正常的发育,表现为身体收缩抽搐,活动力减弱,对外界刺激反应迟钝,其表型与多杀菌素刺激蚊虫幼虫后的表型反应相似,说明aaNAT2的突变可能影响了蚊虫对神经递质的代谢,从而导致其持续兴奋。在成蚊突变体中也出现了跟aaNA T1突变体相似的表型,主要表现在腿部和雄蚊喙部色斑变黑。通过设计的蚊虫宿主寻找时间检测设备,我们统计了突变株与野生型蚊虫寻找宿主的时间,发现突变体寻找宿主的能力明显减弱。综上所述,埃及伊蚊aaNAT2的功能主要跟蚊虫神经递质的灭活相关,aaNAT2的突变能够影响蚊虫的体表色斑的形成以及寻找宿主的行为。

• 单位
  生命科学学院; 海南大学