按蚊中肠共生细菌Serratia sp.阻断疟疾传播的分子机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31472044
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    87.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0403.动物生理与行为
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Malaria remains one of the world's most devastating vector-born infectious diseases, about 300-500 million people contract the disease annually and more than one million people die of malaria every year. Malaria is still epidemic seriously in some parts of China, with globalization and the frequent international exchanges in recent years, the most deadly Plasmodium falciparum malaria case is growing up 20% annually over the previous year, Continuous emergence and rapid spread of insecticide-resistant mosquitoes and of drug-resistant Plasmodium parasites combined with the lack of an effective vaccine severely limit our ability to fight the disease, new methods to control malaria are urgently needed. The most vulnerable stages of Plasmodium development in the vector mosquito occur in the midgut lumen, where the majority of ingested parasites are killed, making the midgut a prime target for intervention. Several studies have shown that the mosquito midgut microbiota plays an important role in determining vector competence and malaria transmission. However, the exact mechanisms by which the midgut bacteria prevent malaria transmission has not been elucidated. In this study, we will plan to study the newly identified msoquito symbiotic bacterium Serratia sp. that stably colonizes in the midgut, and is able to be transmitted vertically from female to larvae, and significantly inhibits Plasmodium ookinete development. A high throughput screening signature-tagged mutagenesis (STM) assay, combined with in-vivo and in -vitro screening, are implemented to identify genes involved in the ability of Serratia sp. to stably colonize the midgut lumen and inhibit Plasmodium ookinete development, and elucidate molecular mechanisms of the functional genes essential in colonization and anti-parasite development, providing the foundation for exploring the use of symbiotic bacterium to block malaria transmission, and supplying the gene resources for directed genetic modification of gut bacteria, and developing the new weapon to fight malaria. This project will help deepen our understanding of the interaction between gut microbes and insects, and their co-evolution, providing new insights for blocking transmission of other insect-borne diseases.
疟疾是严重危害生命安全的一种无国界的虫媒传染病,全球每年有3-5亿人感染。疟疾仍在我国多地流行,随着全球化和国际交往频繁,近年我国最致命的恶性疟病例以超过20%的速度增加,急需新方法控制疟疾传播。按蚊是疟疾传播媒介,雌蚊中肠是疟原虫发育的最大屏障,大量疟原虫在中肠内被抑制。近来研究表明,按蚊中肠内寄居的共生细菌在抗疟上起重要作用,但其阻断疟疾传播的确切机制尚未阐明。本项目在前期研究基础上,以一株兼具稳定共生和高效抗疟的新共生细菌Serratia sp.为研究对象,利用转座子信号标签构建突变体文库,结合体内和体外筛选,高通量鉴定共生因子和抗疟相关基因,详细揭示Serratia sp.在按蚊中肠内稳定共生和高效抗疟的分子机理,为探索利用共生菌阻断疟疾传播的新策略提供理论依据,为肠道细菌的定向改造提供基因资源,为人类抗疟提供新武器。本项目的研究也将深化对肠道微生物与昆虫相互作用和协同进化的认识。

结项摘要

疟疾是严重危害生命安全的一种的蚊媒传染病,急需新方法控制疟疾传播。疟原虫通过雌性按蚊叮人吸血传播,按蚊中肠是疟原虫发育的最大屏障。肠道菌群是按蚊中肠屏障的重要组成部分,是拮抗疟原虫感染的重要生物因子,但其共生与抗疟机制尚未阐明。我们从按蚊肠道分离到一株高效抗疟的共生细菌沙雷氏菌Serratia AS01,我们在研究中发现AS01具有抗疟作用。我们利用转座子信号标签优化构建了突变体文库,结合体内和体外筛选,鉴定到3个与共生基因;解析了按蚊肠道共生菌沙雷氏菌Serratia AS01的稳定共生和抗疟的分子机制。成功构建出高效抗疟的工程菌株,为利用共生菌阻断疟疾传播提供新策略,为人类抗疟提供新武器。发表标注受本项目资助论文5篇,其中一篇论文发表在Science上。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
昆虫共生菌及其在病虫害防控中的应用前景
  • DOI:
    10.16418/j.issn.1000-3045.2017.08.008
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国科学院院刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王四宝;曲爽
  • 通讯作者:
    曲爽
按蚊肠道微生物及其在阻断疟疾传播上的应用
  • DOI:
    10.14188/j.ajsh.2017.04.002
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    生物资源
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏舸;王四宝
  • 通讯作者:
    王四宝
CRISPR/Cas9-mediated efficient genome editing via blastospore-based transformation in entomopathogenic fungus Beauveria bassiana
CRISPR/Cas9介导的昆虫病原真菌白僵菌中基于芽生孢子的高效基因组编辑
  • DOI:
    10.1038/srep45763
  • 发表时间:
    2017-04-03
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Chen J;Lai Y;Wang L;Zhai S;Zou G;Zhou Z;Cui C;Wang S
  • 通讯作者:
    Wang S
Driving mosquito refractoriness to Plasmodium falciparum with engineered symbiotic bacteria
利用工程共生细菌提高蚊子对恶性疟原虫的抵抗力
  • DOI:
    10.1126/science.aan5478
  • 发表时间:
    2017-09-29
  • 期刊:
    Science
  • 影响因子:
    56.9
  • 作者:
    Wang, Sibao;Dos-Santos, Andre L. A.;Huang, Wei;Liu, Kun Connie;Oshaghi, Mohammad Ali;Wei, Ge;Agre, Peter;Jacobs-Lorena, Marcelo
  • 通讯作者:
    Jacobs-Lorena, Marcelo

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其他文献

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  • 通讯作者:
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    --
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    菌物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王四宝;刘竞男;黄勃;樊美珍;李增智
  • 通讯作者:
    李增智

其他文献

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王四宝的其他基金

按蚊长链非编码RNA SW1调控生殖与免疫权衡的分子机制
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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