解碼小黑蚊 慈大與中研院團隊完成基因定序有助防治

慈济大学副教授林明德(右)说明小黑蚊基因体组装与解码的研究成果。记者王燕华/摄影

每年天气转热后,花莲各地小黑蚊肆虐,民众被叮得满头包,甚至出现严重过敏反应须送医,民众户外活动困扰,观光也受影响。慈济大学分子生物暨人类遗传学系副教授林明德与中央研究院学者组成研究团队,经过3年多研究,完成小黑蚊基因体定序,已刊登在国际知名期刊,未来有机会设计诱引剂或忌避剂,对症下药有效防治。

林明德与中研院资讯科学研究所研究员林仲彦、生物多样性研究中心新世代基因体定序核心实验室研究技师吕美晔的研究成果,已刊登在5月分国际知名昆虫分子生物学领域期刊「Insect Biochemistry and Molecular Biology」。

这项研究由林明德3年多前发想,获得国科会资助,与林仲彦、吕美晔共同研究。林明德说,过程最困难的是小黑蚊个体仅0.14公分,能取得的基因体DNA只有几奈克,数量不足,起初抓100多只小黑蚊染色体DNA混在一起组装,但1.0版的长度和完整性都不好。

团队讨论后,以超微量DNA输入工作流程建立资料库,在慈大校园抓取一只雌性小黑蚊,以产下的20几个卵取得的DNA进行PacBio三世代定序,因为20几个卵来自同一个妈妈,遗传物质差异比较少,让DNA均质化,后续组装较容易,最佳化后得到完整的染色体DNA,透过小黑蚊基因体的组装与注解,为小黑蚊抗药性基因与其分子遗传学的相关研究提供基础。

研究过程中还遭遇0403大地震,实验室物品倒成一团,幸好研究成果没受影响。林明德说,最重要的发现是小黑蚊有156个嗅觉受体基因,是埃及斑蚊的两倍多,其中有134个是小黑蚊专属的,可能与雌性寻找人类吸血以及产卵地点选择等有关,透过研究,可进一步了解嗅觉受体基因是感应什么样的气味或化学分子,就可以设计吸引小黑蚊的饵剂或是效果更好的防蚊液,有助防治。

「这是一个好的开始」林明德说,研发有效防治工具可能要花一段时间,但目前已建立小黑蚊基因体网站,将研究成果公开上网,所有人都可以进行基因体分析,相信对小黑蚊分子生物学有很大帮助;团队发现,中央山脉已让东、西部小黑蚊基因有细微的分化,后续也会做进一步深入研究。

慈济大学副教授林明德(右二)、中研院研究员林仲彦(左二)及研究技师吕美晔(左)团队,首度完成小黑蚊基因体组装与解码。记者王燕华/摄影

慈济大学副教授林明德(右)说明小黑蚊基因体组装与解码的研究成果。记者王燕华/摄影