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雷氏按蚊(Anopheles lesteri)能传播马来丝虫和疟疾,是我国主要的传疟媒介,其传疟能力是中华按蚊的9-15倍。利用杀虫剂消灭蚊媒是防止疟疾的有效方法.但长期滥用杀虫剂,已使蚊媒产生了对常用杀虫剂的抗药性,给疟疾的防治工作带来了困难。因此,寻求新的防疟途径己成为一个亟待解决的问题。雌蚊体内存在与疟原虫发育相关或者与其自身发育、吸血、产卵相关的基因,筛选出这些基因并研究其功能可帮助构建丧失媒介能力的转基因新蚊种、或干扰病原体在雌蚊体内的发育。
本研究以此为线索,在已构建的雷氏按蚊雌蚊cDNA文库中选择了雌蚊差异表达基因的EST序列,利用RT-PCR、RNA点杂交及Northern杂交技术对其差异表达特性进行鉴定。结果发现,所研究的EST仅在雌蚊中表达,而在雄蚊中没有表达,它代表的基因被命名为fsyz。为了进一步研究fsyz基因的生物学功能和医学意义,本试验利用RACE技术,从雷氏按蚊雌蚊总RNA中成功获得了fsyz基因mRNA的5’和3’端的序列信息。通过分析后发现fsyz基因的序列长度为629bp,开放阅读框为501bp,编码166个氨基酸,分子量大小为18.632KDa。将fsyz基因序列在美国生物信息中心网站进行在线BLAST分析发现,fsyz基因的开放阅读框推导的氨基酸序列与An.funestus的short formD7 salivary protein1、An.funestus的short form D7 salivary protein D7r4、An.gambiae的D7-related l protein等存在相似性,分别为66%、62%和60%。进化树分析发现:fsyz基因与An.funestus的D7 salivary protein1和An.gambiae的D7-related l protein在进化关系上最为接近。An.gambiae的D7rl-D7r4及Aedes aegypti的long D7蛋白具有结合生物胺(5-羟色胺、去甲肾上腺素、组胺)的作用,而生物胺能调节凝血、血管紧张和炎症反应,故蚊媒通过向宿主注入D7家族的唾液腺蛋白能够抑制其凝血以及炎症等反应,从而使吸血更为容易。为此,结合BLAST和进化树分析可推测出:fsyz基因编码的蛋白很可能具有结合生物胺的功能。
为了进一步研究fsyz基因在雷氏按蚊体内的表达,本研究克隆了其整个开放阅读框。在确定序列正确的情况下,该片段被插入到原核表达载体pET-32a中,用此重组载体转化大肠杆菌BL21(DE3),重组菌经IPTG诱导后产生了分子量大小为35-45 Kda的融合蛋白。此蛋白经纯化复性后,用肠激酶进行酶切,去除标签并收集fsyz蛋白。fsyz蛋白与弗氏佐剂混匀分三次免疫BALB/c小鼠,经最后次免疫小鼠后收集血清,其效价达到1×106。用此血清作为多抗与提取的雌蚊总蛋白进行Western Blot实验,结果发现一条大小约为18 Kda的特异条带。
本研究通过RT-PCR和RNA点杂交及Northern杂交技术成功鉴定了fsyz基因为雌蚊特有的基因;并利用RACE技术成功获得了该基因的全长序列,经BLAST和进化树分析推测其可能编码了一个D7相关的唾液腺蛋白,此蛋白很可能具有结合生物胺的作用并能帮助雷氏按蚊更易吸取宿主血液。在此基础上,本研究通过原核表达系统,成功表达出该基因的融合表达产物并纯化得到fsyz蛋白,并用此蛋白免疫BALB/c小鼠,获得了抗该蛋白的多克隆抗体。该抗体可用于进行下一步的免疫组织化学研究,从而阐明fsyz蛋白的表达水平、表达方式,为进一步研究该基因的生物学功能及其医学意义奠定基础。