科普：铁线虫为何能操纵宿主“自杀”

  寄生于陆生昆虫螳螂体内的铁线虫为了到河里或池塘里产卵，会操纵宿主投水自尽。铁线虫为何能操纵宿主“自杀”？日本研究人员领衔的团队从分子层面揭秘了这一现象。

  日本理化学研究所、神户大学等日前联合发布新闻公报说，他们从寄生于螳螂的铁线虫体内发现了大量可能来自螳螂的基因，这种寄生生物同分类学上差异巨大的宿主之间发生大规模水平基因转移的现象，可能与铁线虫操纵螳螂的行为有关。水平基因转移指的是遗传物质从一个生物体转移到另一个生物体的交换整合过程。

  据公报介绍，研究团队以铁线虫以及其宿主狭翅大刀螳为研究模型，分析这类寄生虫操纵宿主时两者体内的基因表达如何变化。他们将铁线虫按“操纵前”、“操纵中”和“操纵后”，螳螂则按“操纵前”、“操纵中”和“未感染”各分成3组，分析铁线虫全身基因表达以及螳螂大脑基因表达。

  研究人员发现，铁线虫基因在“操纵中”的时候呈现显著表达变化，具体来看，有超过3000个基因表达水平上升，约1500个基因表达水平下降。他们还表示，只在铁线虫身上观察到了伴随操纵宿主过程发生的基因表达变化。

  研究人员还发现，铁线虫体内许多在操纵宿主方面发挥重要作用的基因与螳螂的基因非常相似，这表明铁线虫是通过水平基因转移获得这些基因的。进一步分析发现，铁线虫超过1400多个基因与宿主的基因相匹配，但经对比发现，不以螳螂为宿主的铁线虫缺乏这些基因或与之差异很大。他们认为，这些与宿主基因相匹配的铁线虫基因，尤其是它们中与光感知、生理时钟等有关的基因，在铁线虫操纵宿主的过程中发挥了重要作用。

  公报说，本次研究表明，铁线虫可能利用大规模水平基因转移，高效地介入宿主的神经系统，从而使宿主出现投水自尽行为。研究论文已发表于新一期美国《当代生物学》杂志上。（记者钱铮）