马里兰大学的昆虫学家发现，蚊子中缺少对其他昆虫的生存至关重要的基因，该基因负责正确排列昆虫的节肢。研究人员还发现，一个相关基因进化为接管缺失基因的工作。尽管实验室研究表明相似的基因可以被改造成彼此替代的基因，但这是科学家们首次鉴定出一个自然进化的基因，在两个基因沿着不同的进化途径分道扬long之后，其与相关基因具有相同的关键功能。 。

这项工作强调了在使用模型动物得出不同物种结论的遗传研究中，谨慎的重要性。它还为研究高度针对性的灭蚊策略指明了一条新的潜在途径。该研究报告发表在2020年9月30日的通讯生物学杂志上。

UMD昆虫学系的博士后研究员Alys Jarvela说：“每个节肢动物都有一个分段的人体计划。您会认为它在所有人体中都以相同的方式发展。但是我们发现事实并非如此。”该研究的主要作者。 “我们通过研究模型生物中的过程，并假设它在其他生物中使用相同的基因以相同的方式工作，在生物学上学到了很多东西。这仍然是一种非常有用的方法。但是，现在我们知道自然界也有可能进行基因替代。”

Jarvela偶然发现了蚊子中缺失的基因。她正在研究，并试图通过比较with与其他昆虫的基因序列来交叉检查她的遗传样本。她对一种叫做成对的基因特别感兴趣，成对的基因是少数基因，它指导昆虫等分段动物中重复部分的模式。实验室研究表明，当配对被淘汰或在果蝇中沉默时，昆虫身体的其他部分均无法发育，并且无法存活。

贾维拉说：“我只是试图找到配对的蚊子，以用作参考点，但我找不到。”

当她在所有可公开获得的蚊子基因组数据库中搜索配对时，她发现代表的每个蚊子物种中都缺少这种配对。贾维拉说：“一旦我们接受了该基因的真正缺失，我们就认为那是一个非常荒诞的谜，并立即改变了齿轮来满足我们的好奇心。”

Jarvela的小组搜索了与蚊子密切相关的苍蝇物种的基因组，发现它们都含有配对基因。这表明配对的丧失是仅在蚊子中发生的最近的进化事件。研究人员很清楚，蚊子中的某些其他基因必须具有与其他昆虫中配对的相同的功能。

他们发现了暗示该基因可能参与1996年果蝇实验的线索。在那项研究中，科学家将配对配对剔除，并用一个密切相关的称为醋栗的基因代替了它，该基因通常在以后的开发中具有独特的作用。那是一个高度工程化的实验，但是它表明，当猕猴桃在发育过程中的正确时间被表达时，没有配对基因的果蝇会发育出正常的交替片段并存活下来。

为了发现醋栗是否自然地替代了蚊子中的配对，贾维拉和她的团队使用CRISPR从一种叫做Anopheles stephensi的蚊子中编辑了醋栗。突变的蚊子胚胎看起来像配对的配对的实验室果蝇胚胎。

UMD昆虫学系教授兼主席，该研究的资深作者莱斯利·皮克（Leslie Pick）说：“这项工作表明，即使不同物种具有相同的性状或特征，其共有的遗传机制也可能不同。” “在本文报道的情况下，即使丢失了我们认为必不可少的基因，也仍会进行分割。我们的下一步将是寻找昆虫基因调控网络变异的其他实例，并尝试确定遗传重组如何在昆虫体内发生。性质。”

贾维拉（Jarvela）也对探测可能受到配对基因缺失影响的蚊子发育的其他方面感兴趣。除了控制对生存至关重要的分割外，配对还会影响果蝇的雄性育性。

贾维拉说：“这意味着不同的基因可能会调节蚊子的雄性繁殖力，而且它们可能是蚊子所独有的，这可能为控制蚊子提供强大的途径，而又不会损害蝴蝶和蜜蜂等其他昆虫。”