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科学家建议苍蝇可以通过充当“自主仿生无人机”来帮助监测疾病爆发
发布时间: 2018-01-25     来源: 麦肯息讯

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南洋理工大学

概要:

科学家建议,成群的苍蝇可以用来帮助监测疾病暴发。跟随他们的研究,显示了整个细菌群落 - 被称为微生物群落 - 可以在普通腐尸蝇中“搭便车”,并可以被转移到苍蝇着陆的任何表面。

由新加坡南洋理工大学(NTU 新加坡)牵头的一个国际研究小组已经提出,可以使用一大堆苍蝇来帮助监测疾病暴发。跟随他们的研究,显示了整个细菌群落 - 被称为微生物群落 - 可以在普通腐尸蝇中“搭便车”,并可以被转移到苍蝇着陆的任何表面。

他们的研究成果由台大遗传学家斯蒂芬·舒斯特教授领导的全球研究小组在科学报告中发表。

通过对116只家蝇和苍蝇的遗传物质以及它们携带的所有微生物进行测序,研究小组发现这些苍蝇中的每一种都携带了几百种不同的细菌,其中一些细菌可能对人体有害。

其中之一是幽门螺杆菌(Helicobacter pylori),是一种可引起人类胃溃疡的病原体,是已知的导致胃癌的最危险因素。虽然已知它通过体液传播和涂抹感染,但这是幽门螺杆菌首次被证明是通过苍蝇传播到环境中。

新加坡南洋理工大学新加坡生命科学工程中心(SCELSE)的研究主任舒斯特(Schuster)教授说:“我们的研究表明,细菌可以通过搭乘普通苍蝇”飞行”。 “他们登上微生物的脚,用类似的方式将它们分散在翅膀上,就像我们梳理头发一样,然后把它们分散到他们所在的表面上。”

分子昆虫学家Ana Carolina Martins Junqueira博士说,苍蝇是自然界生态系统的重要组成部分,因为它们也是蜜蜂这样的传粉者。

里约热内卢联邦大学教职员Junqueira博士说:“腐臭果蝇的身体每一部分都有微小的毛发,除了眼睛,这些刺毛使它们成为花粉和细菌的完美载体,它是一种进化优化的微生物在环境中分散的载体”。

苍蝇作为早期健康预警系统的一部分

该小组认为,他们的新技术可以将苍蝇投入到公共卫生监测项目中。

他们认为无菌的苍蝇,在其微生物群中没有任何微生物繁殖,可以在任何释放的环境中吸收潜在的微生物,因为它们足够小,甚至可以进入最小的断裂和裂隙。

当使用诱饵捕获器捕获苍蝇时,可以对它们的微生物群进行测序,为它们在环境中遇到的细菌类型提供线索,从而作为预警系统。

舒斯特教授说:“如果我们想要检测植物病原体的爆发,那么这种”自主仿生无人机“可能在农业中特别有用。 “通过定期监测,如果我们知道一种特定的病原体正在影响农作物,并正在成为疫情,那么农民就可以组织有针对性的治疗,只有根除这种病原体,才能使生态系统的其他部分完好无损。

“迄今为止,像苍蝇这样的机械媒介来传播疾病一直是医学界和学术界忽视的一个重要途径,这是一个很好的例子,说明如何从疾病传播的基础研究观察到如何将其转化为可行和有用的应用,为未来的技术开辟新的途径“。

新的苍蝇测序方式

由于采用了一种新的方法来收集苍蝇而不用额外的微生物污染苍蝇,然后将苍蝇身体的每个部分排序,从头部和胸部到腿部和翅膀,这些使得研究成果成为可能。

首先,苍蝇放在一块腐烂的鱼里做诱饵,然后研究人员拿着一个装着干冰的容器靠近苍蝇。干冰的冷气使苍蝇沉淀,落入未被触碰未受污染的冷藏容器中。

将苍蝇在无菌环境下解冻后,分离各个部分,粉碎后放入基因测序仪。然后由超级计算机将结果数据整理出来。

过滤了苍蝇自身染色体,线粒体和共生细菌的遗传数据之后,剩下的就是可以与所有已知细菌DNA和RNA数据库匹配的微生物组。

研究中的苍蝇来自世界各地的四大洲:澳大利亚,巴西,美国和新加坡。

这个新程序的启发是来自一个澳大利亚的研究之旅,舒斯特教授和Junqueira博士正在与南大的客座教授和诺贝尔奖获得者巴里·马歇尔讨论他们的研究,他在2005年因发现幽门螺杆菌而获得诺贝尔生理学或医学奖。

舒斯特教授说:“在马歇尔教授的农场里,有很多苍蝇落在我们的毛衣上,用小容器装上干冰来捕捉它们很容易,它们就像苍蝇一样落下。”

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