蟑螂何以成為打不死的「小強」?華師團隊發論文揭秘

2021-01-18 廣州日報

已被人們習慣稱為「小強」的蟑螂,實在不怎麼討人喜歡,但華南師範大學李勝教授團隊卻在他的實驗室「蟑螂屋」裡養了數萬隻,對它們進行研深入究。3月20日,李勝團隊在Nature子刊Nature Communications上發表重要研究成果,並被作為同期Research Highlight重點推出。在這篇論文中,他們解釋了有超強適應和生存能力的蟑螂為何會被俗稱為「小強」,他們還確認了蟑螂的「斷指再生」能力,認為這與生物的損傷機理有共生性,如果能通過合成等方式,很可能用於人類創傷修復如潰瘍等。

(李勝教授)

實驗室培養數萬隻蟑螂

3月20日,國際著名期刊 Communications(自然通訊)發表了華南師範大學生命科學學院和昆蟲科學與技術研究所李勝教授團隊與中科院上海植物生理生態研究所詹帥研究員等合作完成的研究論文「The genomic and functional landscapes of developmental plasticity in the American cockroach」(美洲大蠊發育可塑性的基因組與功能詮釋)。同期,Nature Communications把該研究成果作為Research Highlight重點推出。

在這篇文章中,他們完成了最具代表性的蟑螂品種之一美洲大蠊3.4G龐大的基因組測序和後續拼接與注釋工作(該基因組的大小在昆蟲中僅次於東亞飛蝗),其中60%左右為重複序列,預測到了21336個蛋白編碼基因。

昨天,記者走進位於華師校園的昆蟲所李勝實驗室,這裡有一間神秘的蟑螂屋,裡面培養了數萬隻品種不同、大小不一的蟑螂。2016年6月全職到華南師範大學工作之後,除果蠅以外,李勝實驗室的主要研究對象改為蟑螂:這種在華南等熱帶和亞熱帶地區肆意滋生、危害猖獗、臭名昭著的衛生害蟲,它們嚴重危害人們生活質量和財產安全。

李勝告訴記者,到華師工作後,希望能在基礎理論研究與現實應用更好地結合,他發現在廣東,人們最討厭的動物應該就是蚊子和蟑螂了。「對蚊子做基礎研究的很多,但研究蟑螂的不多。

揭示「小強」分子秘密

有望應用於人類創傷修復

李勝告訴記者,他們的課題試圖從基因組和基因功能層面上解釋最具代表性的蟑螂品種之一美洲大蠊被稱為「小強」的分子秘密,這是一種非常古老的昆蟲,具超強的惡劣環境適應能力,旺盛的生長、生殖、解毒和再生能力,素有「小強」之稱。

在人們的認知中,蟑螂可以自己把斷腿重新長出,甚至頭掉了還能生存幾天,研究也證實了這些現象。發現其不僅生長生殖能力強,而且可塑性高,並部分解釋了斷肢再生能力的發育機制。Nature Communications評價:該論文從基因組和基因功能上揭示了美洲大蠊稱之為「小強」的分子秘密,是再生生物學的理想模型;並在基因組水平上為蟑螂進化為白蟻提供了重要證據,在昆蟲宏進化研究中取得了突破性成果。

李勝表示,希望能借用昆蟲的再生原理,能對人類提供幫助。「蟑螂的「斷指再生』,有其自身參與,生物的損傷機理有共生性,如果能通過合成等方式應用到動物模型,,就可以更好地進行創傷修復,如潰瘍等。」

如何驅滅「小強」

儘量少用農藥

蟑螂還是我國的一味傳統中藥料(《本草綱目》和《神農本草經》都有記載),其活性成分提取物在臨床上的應用已30餘年,同時,他們還是不完全變態模式昆蟲的理想材料。目前,李勝實驗室分別以衣魚、美洲大蠊、果蠅作為不變態、不完全變態、完全變態的代表昆蟲研究變態發育的演化規律。

為此,李勝提出利用整合行為調控、生物防治、遺傳防治優勢,建立小區和家庭相結合的系統防治策略和方法。「儘量少用農藥或不用農藥,可以利用化學氣味吸引,加以消滅,或者是把它趕出去。」他說。

李勝表示,希望能發掘和利用蟑螂活性成份,變廢為寶,弘揚和推動傳統昆蟲中藥的巨大潛能。這些研究已得到重點關注,相關的校地和校企合作洽談已進入實質建設階段。

文/廣州日報全媒體記者徐靜 通訊員李宇紅、楊柳青、任充華

圖:廣州日報全媒體記者 高鶴濤

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