PLoS Genet. 2022, 18:e1010280

DOI : https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1010280

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白纹伊蚊（亚洲虎纹）是世界上最具入侵性和侵袭性的物种，是多种重要虫媒病毒包括登革病毒（DENV）、寨卡病毒（ZIKV）、基孔肯雅病毒（CHIKV）的传播媒介。防控蚊媒传染病最行之有效的方法是控制传染源和减少传播媒介。由于雌蚊需要吸血才能使卵巢发育进而产下后代，而在吸血过程中会从病人血液中感染病原体或将其体内携带的病原体传播给人，但雄蚊只吸食植物汁液并不叮咬吸血。陈晓光团队之前的研究中，已首次鉴定出白纹伊蚊雄性性别决定基因是AalNix基因，将该基因敲除后雄性成蚊出现雌性化的表型，但AalNix基因是否为白纹伊蚊雄性性别决定的起始因子以及能否足以逆转白纹伊蚊性别尚有待研究。

作者首先成功克隆了白纹伊蚊AalNix基因的启动子，并在C6/36细胞中验证了其可以启动下游基因。由于白纹伊蚊AalNix基因具有多个转录本[3]，其中AalNix3 和AalNix4具有相同的编码序列，因此作者分别构建了AalNix基因每一个转录本的过表达载体，分别是AalNix1、AalNix2和AalNix3&4，并在接下来的实验中使用piggybac的方法[4]构建了异位表达AalNix不同转录本的转基因品系。

通过显微注射方法将包含不同AalNix转录本的转座元件和辅助质粒注射到早期胚胎中，在G1代蚊虫中筛选转基因品系，其中在AalNix1和AalNix2两个转录本注射实验组中未能筛选到性别表型改变的后代，而只在AalNix3&4实验组中筛选出介于雌雄之间的intersex表型蚊虫和具有性别逆转表型的转基因蚊虫，并从中分离出一株可育的性别逆转蚊品系AalNix3&4-♂4-pseudo male，这种pseudo male是由于外源性AalNix3&4基因插入到雌蚊基因组并表达所导致的表型雄性，其与野生型雌性交配产下的后代中红色荧光蚊均为“基因型雌性表型雄性”的性别逆转雄蚊，无荧光蚊皆为正常雌蚊因此，作者推论在白纹伊蚊性别决定通路中，AalNix1和AalNix2主要发挥辅助作用，而AalNix3&4在性别决定通路中发挥关键性的作用。

同时，AalNix作为性别决定上游的关键基因，控制着下游效应基因Aalbdsx和Aalfru的性别特异性剪接。为了评估异位表达AalNix插入对下游效应基因的影响，作者使用跨性别特异性区域的引物对Aalbdsx和Aalfru性别特异性拼接进行检测。在AalNix1和AalNix2转基因品系中，转基因的过表达未影响下游Aalbdsx和Aalfru性别特异性拼接改变。在AalNix3&4转基因品系中，intersex表型的蚊虫AalbdsxF及AalbdsxM表达水平均介于雌性和雄性之间，而性别逆转蚊则呈现出与野生型雄性一致的表达水平。

综上所述，Nix是两种最重要的病毒媒介蚊虫埃及伊蚊和白纹伊蚊中保守的雄性性别决定因子。AaeNix只有一个转录本，虽然可以将埃及伊蚊雌蚊逆转为雄蚊，但是由于缺少M-locus中与埃及伊蚊雄蚊飞行相关的myosex基因导致逆转埃及伊蚊雄蚊不能飞行。而白纹伊蚊AalNix基因具有多个不同的转录本，在本研究中作者阐明AalNix3&4转录本足以将白纹伊蚊雌蚊逆转为正常可育的雄蚊且具有正常的飞行和交配能力，这为利用基因驱动等遗传技术控制蚊媒种群提供了理论和实践的基础。目前，陈晓光团队正在构建具有基因驱动能力的白纹伊蚊AalNix3&4异位表达品系，预期该品系在野外的扩散增殖会迅速将后代雌蚊改变为“太监”式雄蚊，从而使白纹伊蚊种群“断子绝孙”。