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合作产生对蚊子繁殖的见解

2019-12-17 10:45:19 • 来源：

作为登革热和寨卡病毒等疾病的携带者，蚊子每年造成超过100万人死亡，并使数亿人患病。但是，更好地了解蚊子的繁殖可以帮助人类抵抗这些疾病的爆发，随着气候变暖，这些疾病正在恶化。

康奈尔大学的四位研究人员-两名昆虫学家和两名工程师-对这一过程进行了更深入的研究。在12月6日发表在《科学报告》上的一篇论文中，他们记录了埃及伊蚊的精子中的纳米级变化，并观察了从授精到受精期间女性的身体反应。

合作产生对蚊子繁殖的见解

Ethan Degner博士说：“我们想了解生殖，因为如果您能找到阻止野外生殖的方法，就可以控制大量蚊子的节育。” '19，与Jade Noble博士一起共同发表论文。'18。

德格纳完成了博士学位 昆虫学教授劳拉·哈灵顿(Laura Harrington)领导。来宝的博士学位 在应用和工程物理副教授Lena Kourkoutis的领导下。四人写了这篇论文。

当前控制蚊子种群的努力采取两种一般方法：通过喷洒杀虫剂或减少蚊​​子用于繁殖的死水面积来改变蚊子的栖息地;进行生物学改变，例如将不育的雄性释放到环境中或对雄性进行基因改造以产生无法生存的后代。

康奈尔大学的研究人员希望他们的基础研究能够导致更有效的蚊子繁殖管理方法。

德格纳说，虽然科学家们知道精子进入雌性蚊子的途径，但在受精和受精之间的关键时期精子的实际行为尚不清楚。

要了解更多信息，昆虫学家需要更好的工具。他们的标准光学显微镜的分辨率极限为400纳米，与光波长相同，但它们的分辨率至少要小100倍。通过采用高能效的冷冻电子显微镜技术，该技术的发展获得了三位国际科学家的称号，获得了2017年诺贝尔化学奖，而库尔科蒂斯经常在她的研究中使用该技术，然后他们可以看到的特征小了100,000倍。

Noble说：“通过电子显微镜，理论上您可以看到皮秒级(万亿分之一米)的特征。” “这正是我们需要看到的精子特征的变化。我们正在寻找的某些特征只有8-9纳米。”

利用强大的电子显微镜，他们发现蚊子的精子在雌性受精后的24小时内脱落了整个外皮，称为糖萼。他们还观察到脱落过程似乎使精子从休眠状态中醒来，并引发了快速运动。有趣的是，随着精子变得更加活动，这在某种程度上鼓励了雌性蚊子变得更肥沃。

这项研究的第二个关键要素来自冷冻冷冻蚊子精子并将其固定在接近自然状态的能力。传统的昆虫学研究涉及向昆虫标本中注入化学固定剂，使其脱水，然后添加染料以帮助观察不同的特征。

然而，在如此小的规模下，该过程引入了以下可能性：精子中观察到的变化可能是由于准备而不是精子中的自然变化引起的。通过这种独特的合作关系，冷冻冻结过程使研究人员“可以更加确定我们在图像中看到的特征是由于精子的变化而不是由于样品的制备，” Noble说。

她说：“这是这种合作如此有用的另一个原因，因为这为生物学家真正可以从这些强大工具中受益的想法打开了大门。”

来宝(Noble)和戴格纳(Degner)通过几个校内组织相互了解，并且在讨论各自的研究时，意识到了合作的好处。哈灵顿说，她希望这种激进的合作将是许多合作中的第一个。

她说：“使用这种工具可以提高我们对精子生物学和蚊子病原体相互作用的生理学的认识，这是巨大的。” “我希望我们将来可以采用这种方法来探索其他领域。”

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