近日，由我校生命科學學院細胞生物學方向劉罡課題組、動物學方向王寅亮課題組以及化學學院物理化學方向江秀梅課題組聯合組成的學科交叉團隊，通過鑒定白紋伊蚊鐵硫簇合成關鍵蛋白AableNFS1并以之為靶點，研發出TPP交聯殼聚糖納米防蚊材料。以此防蚊材料對白紋伊蚊幼蟲進行飼喂，可以顯著抑制其飛行、吸血、繁殖等行為，展現出優越的防蚊效果和易操作性（圖1）。相關成果以“Development of a multi-effect CS-TPP-dsNFS1 mosquito control nanosystem that induces muscle ferroptosis through suppressing iron-sulfur-cluster biosynthesis”為題，在國際著名期刊《Nano Today》上發表。生命科學學院劉罡研究員、王寅亮副教授和化學學院江秀梅副教授為共同通訊作者。
圖1. CS-TPP-dsNFS1納米系統防蚊的機制示意圖
白紋伊蚊所導致的蚊媒傳染病給人類健康造成了重大威脅。目前最常見的控制蚊蟲數量的辦法是使用化學殺蟲劑，但使用殺蟲劑所造成的蚊蟲抗藥性及水體污染問題愈發嚴重。王寅亮副教授團隊長期致力于昆蟲的防治研究(Curr Biol. 2024, 34, 568) (Int J Biol Macromol. 2024, 275, 133692)，敏銳注意到尋找新的方法控制蚊蟲的種群數量，減少蚊媒傳染病的發生對于白紋伊蚊防治尤為重要。RNAi技術被認為是最有潛力替代化學殺蟲劑的新型防控辦法之一，但因其靶基因難以挑選、干擾效率低、穩定性差、成本高等屏障無法被廣泛應用。因此，亟需鑒定出新的防蚊靶基因，并通過材料學手段提高RNAi技術的效率、降低其成本。鐵作為一種重要金屬在幾乎所有生命中都發揮著重要作用，哺乳動物鐵代謝異常嚴重損害其肌肉運動能力。劉罡研究員和江秀梅副教授團隊則致力于細胞鐵穩態及納米材料生物效應的研究(Elife. 2024, 13, RP95815) (Adv Sci. 2024, 11, e2308637)，注意到蚊子交配、尋找宿主等過程高度依賴其發達的飛行肌，這說明鐵代謝具有作為蚊蟲防控新靶點的潛力，但目前對于蚊子鐵代謝的途徑知之甚少。以此科學問題為契機，劉罡研究員、王寅亮副教授和江秀梅副教授將各自領域的優勢技術與學科知識加以融合，組成多學科交叉研發團隊，聯合破題。這一重要研究成果的在線發表響應了我校鼓勵科研從單一領域攻堅模式向多領域交叉融合模式轉變的號召，也為將來更為廣泛的學科交叉合作提供了新思路。
該成果的第一作者為生命科學學院博士研究生段詩文和化學學院碩士研究生高健敏；通訊作者為生命科學學院劉罡研究員、王寅亮副教授和化學學院江秀梅副教授。該研究得到了吉林省科技廳重點研發項目、國家重點研發項目、中央高校基本科研業務費等基金項目的支持。
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