世界蜜蜂正面臨前所未有的危機。自1940年代以來,美國的蜂箱數(shù)量已從600萬下降到250萬。造成殖民地滅絕的螨蟲,病毒病原體和可能的殺蟲劑的結合在很大程度上受到了譴責。現(xiàn)在,研究人員正在挖掘一個不尋常的盟友,以將蜜蜂帶回來:一種僅存在于腸道中的細菌。通過對細菌進行基因改造以誘騙螨蟲,或通過病毒破壞其自身的某些DNA,科學家提高了蜜蜂在實驗室中的存活率,并殺死了許多寄生蟲的螨蟲。
參與這項研究的馬丁·路德大學的蜂生態(tài)學家羅伯特·帕克斯頓說,這項工作尚未在整個蜂箱或戶外進行測試,有望長期有效。他說,這可能有助于結束“蜜蜂的主要瘟疫”。
這些瘟疫包括恰當命名的Varroa破壞螨,它通過攝食脂肪來削弱蜜蜂的生命,以及螨在寄居于蜜蜂身上時傳播的致命“變形翅”病毒。帕克斯頓說,螨蟲很快就對用來殺死它們的農(nóng)藥產(chǎn)生了抗藥性。
為了繞過農(nóng)藥,一些科學家轉向了稱為RNA干擾的過程。RNA以將DNA的蛋白質(zhì)編碼信息傳遞到細胞的蛋白質(zhì)生產(chǎn)機器而聞名。但是,RNA也可以被招募來幫助“沉默”不受歡迎的遺傳物質(zhì)。通過改造RNA以匹配不良基因的序列,科學家可以激活細胞關閉匹配基因的能力,甚至關閉那些導致人類疾病的基因。
德克薩斯大學奧斯汀分校的微生物進化生物學家杰弗里·巴里克(Jeffrey Barrick)和他的同事決定,看看是否可以募集生活在蜜蜂腸道中的細菌,以產(chǎn)生使螨蟲(或病毒)分解其某些基因的RNA。 。人類有數(shù)千種腸道細菌(沒有兩個人類擁有完全相同的微生物),而所有蜜蜂都具有相同的六到八個腸道微生物,這可以使蜜蜂保持健康。因此,巴里克認為,如果該程序?qū)σ唤M蜜蜂有效,則可以廣泛應用。
巴里克(Barrick)的研究生肖恩·倫納德(Sean Leonard)提出了如何對其中一種細菌-小夜蛾(Snodgrassella alvi)進行基因修飾的方法,從而使其不斷產(chǎn)生與他想拆除的遺傳物質(zhì)相匹配的RNA:這對螨蟲或病毒的生存至關重要。為了觀察RNA從蜜蜂腸道擴散到整個身體的過程,他添加了熒光標記。
接下來,他將細菌喂給最多20只蜜蜂,然后將它們暴露于螨蟲或病毒中。倫納德,巴里克及其同事今天在《科學》雜志上報告說,經(jīng)過處理的蜜蜂死于螨蟲的幾率比未經(jīng)處理的蜜蜂高出70%。蒙大拿州立大學的病毒學家Michelle Flenniken說:“殺螨的作用令人印象深刻。”研究小組報告說,當蜜蜂被這種病毒感染后,用不帶有RNA的腸道微生物飼養(yǎng)帶有病毒靶向RNA的腸道微生物時,它們存活的可能性要高出36%。