地球上的昆虫比任何其他生命形式都多。随着夏季的临近，果蝇和蚊子等虫子入侵我们的家园和院子，我们就会想起这个事实。但这些烦人的昆虫不仅仅是麻烦。它们可以为我们提供广泛的富有洞察力且可能改变生活的信息——如果你知道在哪里寻找。
“昆虫统治着这个星球。疟疾、登革热、寨卡病毒，它们都由昆虫传播，每年杀死数百万儿童和成人。控制这些害虫都取决于我们理解它们的生理学和生物化学以及这可能有多大帮助的能力，”亚利桑那州立大学质谱设施经理兼亚利桑那州立大学-班纳神经退行性疾病研究中心研究副教授 Timothy Karr 在一份新闻稿中说。
值得庆幸的是，Karr 和他的团队知道从何处着手，他们首先研究了果蝇体内一种常见细菌的奇特作用方式。沃尔巴克氏体（Wolbachia）是一种寄生在昆虫细胞内的细菌，它可能成为对抗蚊媒疾病和管理农作物害虫的关键。他们已将研究结果发表在《细胞报告》上。
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活跃的果蝇
沃尔巴克氏体（Wolbachia）的唯一目标是传播到尽可能多的宿主。然而，它只能由雌性昆虫传播，受感染的母亲将其传播给后代。为了确保最佳效果，这种细菌还会影响受感染的雌性产下大量受感染的卵。
尽管沃尔巴克氏体（Wolbachia）细菌感染了至少五分之二的昆虫物种，但它们在雌性果蝇体内的行为非常奇特和独特。雄性果蝇无法使未受感染的卵受精，这对于其他感染沃尔巴克氏体（Wolbachia）的昆虫来说很常见。然而，雌性则表现出不同的影响——“性饥渴”程度增加。
感染了这种细菌的雌性果蝇对交配更感兴趣，希望能产下尽可能多的卵。它们的繁殖欲望变得如此强烈，以至于它们甚至愿意与其他物种交配并产下杂交卵。
大脑中的细菌
研究团队着手调查受感染雌性果蝇的这种独特行为，并了解我们如何利用沃尔巴克氏体细菌来造福人类。
在这项研究中，研究人员发现沃尔巴克氏体细菌存在于大脑中负责决策等功能的区域。为了更多地了解这种细菌在大脑中的作用，他们重点比较了受感染和未受感染雌性果蝇大脑中的蛋白质。这是首次进行此类比较。
他们发现受感染果蝇的大脑存在明显差异。在受感染的大脑中，有超过170种蛋白质发生了变化。此外，研究团队在雌性果蝇的大脑中识别出超过700种沃尔巴克氏体蛋白质。
这种细菌能够存活数世纪昆虫进化的原因之一与氨基酸有关。与人类一样，果蝇无法合成身体所需的必需氨基酸。沃尔巴克氏体能够合成这些氨基酸，并似乎在宿主体内产生这些营养物质。感染沃尔巴克氏体的果蝇可能比那些难以从其他地方获取营养的果蝇具有优势。
阻止虫媒疾病
沃尔巴克氏体（Wolbachia）细菌不仅在果蝇身上，在蚊子身上也表现出显著的变化。先前的研究表明，沃尔巴克氏体（Wolbachia）可以阻止寨卡和登革热等病毒在蚊子体内的生长。
科学家们一直试图利用细菌，如沃尔巴克氏体（Wolbachia），来控制这些致命疾病并减少全球蚊子数量。然而，他们并没有取得太大成功。
“在我看来，[缺乏成功]最主要的原因是我们不了解任何这些潜在解决方案的分子基础，”Karr在新闻稿中说。“我们才刚刚开始取得进展。要治愈任何疾病，完善任何生物学技术，你需要知道参与者是谁，以及他们如何运作。”
研究团队对受感染果蝇的研究正在帮助澄清这一情况。通过了解沃尔巴克氏体细菌中的蛋白质如何与宿主蛋白质相互作用，科学家们可以改进他们的策略，并有望在减少携带疾病和破坏农作物的昆虫数量方面取得进展。
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