《Nature》破案：殺死雄果蠅的細菌蛋白

　　“據我們所知，Spaid是迄今為止第一種以性別特異性方式影響宿主的細菌功能蛋白，”Harumoto說。“而且，在我們的認知范圍內，這也是第一篇報道昆蟲內共生因子導致雄性死亡的論文。我們期望它能對共生、性別決定和進化等領域產生重大影響。”

　　50年代，遺傳學家們遇到了一個謎題：當2個相同品種的果蠅（Drosophila）雜交時，它們的后代雌雄比并非預期的50:50。起初，科學家認為背后原因可能是果蠅基因突變，后來發現，隱藏的干擾因素是一種細菌，Spiroplasma poulsonii（S. poulsonii）。

　　螺原體（Spiroplasma）是一種生活在果蠅血液中的共生細菌，可通過卵母細胞傳遞給后代。這種隱藏在宿主體內的細菌竟然可以操縱生殖：特異性殺死雄性胚胎。

　　為什么要殺死雄性？乍一看令人非常費解。研究表明，這種細菌能通過增加雌性感染頻率促進共生細菌的長期持久性。

　　偏愛殺傷雄性并非Spiroplasma的ZL，研究人員已經發現其他幾種共生細菌也有這個特點。但是，幾十年來，細菌控制宿主生殖的分子機制卻從未被闡明。

　　最初，科學家們認為，Spiroplasma應該能生產一種“殺雄菌素”，但是經過多次尋找和證明，這種毒素的身份仍撲朔迷離。

　　現在，瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的Bruno Lemaitre教授和Toshiyuki Harumoto博士終于找到了這種殺手因子，解決了這個謎團。《Nature》期刊收錄了他們的論文，揭示罪魁禍首是一種被命名為“Spiroplasma poulsonii androcidin (Spaid)”的蛋白。

　　根據Spaid編碼基因預測其編碼蛋白質應具有特定結構特征（錨蛋白重復和去泛素酶結構域，ankyrin repeats and de-ubiquitinase domains）以維持它們在細菌中的定位和活性。

　　科學家們發現，僅需在果蠅體內表達Spaid就足以重現雄性特異性殺死相關的所有表型。Spaid能特異性地與雄性胚胎的X染色體結合。作者推測，Spaid可能干擾了一個“雄性特異進程”，例如增加X染色體上基因轉錄的機制等。最后，科學家們發現了一種攜帶Spaid突變版本的Spiroplasma菌，這種菌對雄性后代的殺傷性降低了。

　　“據我們所知，Spaid是迄今為止第一種以性別特異性方式影響宿主的細菌功能蛋白，”Harumoto說。“而且，在我們的認知范圍內，這也是第一篇報道昆蟲內共生因子導致雄性死亡的論文。我們期望它能對共生、性別決定和進化等領域產生重大影響。”