蜱虫是北美大多数虫媒疾病的主要传播媒介。然而，研究和基因改造这些节肢动物的分子工具，与其他昆虫传播媒介（如蚊子）相比，却落后不少。发表在《iScience》期刊上的新研究，首次对黑腿蜱（即鹿蜱）的 DNA 进行了操作，并成功从其卵中孵化出了基因突变的幼虫群。研究人员靶向了影响该动物口器和外壳发育的基因。
该研究的作者、内华达大学雷诺分校的传播媒介生物学家 Monika Gulia-Nuss 说：“我们的灵感来自于填补我们在蜱虫研究中存在的空白。”“我们想看看我们是否能开发出与蚊子相似的工具，并在更深层次、更分子化的层面上理解蜱虫的生物学。”
CRISPR/Cas9 是一种新兴的基因编辑工具，可以广泛应用于生物体，永久改变其后代的遗传性状。但一系列技术挑战阻碍了它在蜱虫上的应用。内华达大学雷诺分校的节肢动物生物学家、该研究的作者 Andrew Nuss 表示：“蜱虫很坚韧”，但它们的卵既脆弱又坚硬。蜱虫通常在秋季产卵，次年春天孵化，卵壳上覆盖着一层厚厚的蜡，以防止在漫长的休眠期内干燥。每个卵都有坚硬的外壳。内部的渗透压异常高，比其他昆虫的卵都要高，这使得卵囊在受到挤压时容易像水气球一样爆裂。除了这些挑战，蜱虫的长生命周期和相对神秘的胚胎发育阶段，使其成为 CRISPR 操作的棘手目标。
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Nuss 说：“过去，许多其他研究人员进行的实验都失败了。”“在项目完成的五年时间里，我们只是尝试了所有未曾尝试过的方法。”
在能够对鹿蜱后代进行基因改造之前，研究人员必须找到将 CRISPR/Cas9 试剂递送到卵中的替代方法。首先，他们去除了雌性蜱虫负责产生蜡质外层的器官，导致未来的母蜱产下毫无保护的卵。然后，研究小组尝试了两种递送基因改造生化物质的策略：将其注入怀孕的雌性蜱虫体内，以及将其注入新产的胚胎中。在第一种方法中，递送到蜱虫母亲体内的 Cas9 蛋白质鸡尾酒会改变其幼虫的 DNA。在第二种技术中，研究人员用盐处理了产下的卵，以降低内部压力并软化外壳。这使得他们能够穿透无蜡的卵壳而不使其破裂。Gulia-Russ 估计，他们的团队在实验中用比人类头发细一百倍的针头注射了数千个蜱虫卵。
作为概念验证，研究人员删除了下一代蜱虫中控制动物口器和坚硬外骨骼发育的两个标准基因。研究小组对存活下来的幼虫进行了基因测序，发现基因转化成功率与先前报道的其他昆虫 CRISPR 研究相当。所有蜱虫都存活了下来，并且在该实验中，约有 10% 的注射卵孵化并长成了幼虫。
比利时弗兰德斯农业、渔业和食品研究所的昆虫学家 Wannes Dermauw（未参与该研究）称这项研究是“一项突破”。他说，改变蜱虫基因的能力将为“研究那些参与或对传播莱姆病等疾病至关重要的基因功能”铺平道路。
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Gulia-Nuss 和 Nuss 表示，他们对新工具为研究蜱虫分子生物学打开的机会感到兴奋。未来，他们希望提高实验对象的基因转化成功率，同时努力研究哪些基因使蜱虫成为令人讨厌的寄生虫，以及是否可以对这些节肢动物进行编辑，使其成为不那么具有传染性的疾病传播媒介。他们希望，有了这些新的分子工具，该领域的其他研究人员最终也能解开蜱虫的遗传秘密。
Nuss 说：“这是该领域长期以来非常需要的一项研究。”“关于蜱虫，有太多未知的东西。”
更正（2022年2月16日）：研究作者 Monika Gulia-Nuss 的姓氏之前拼写有误。现已更正。
