高中生科研课题推荐：基因编辑-动物疾病模型构建，适合生物学/生物医学工程方向

都说现代科技让人们上天入地无所不能。但是有一种生物竟然脚踩人类，以人类为食，全世界几十亿人都是它们的“猎物”？它就是“臭名昭著”的蚊子！

近日，研究人员在Nature上发表一项研究成果，揭开了蚊子的进食偏好，未来有望从蚊子本身入手，从根源上解决人类被蚊虫叮咬的烦恼。

这些蚊子为何专门咬人！

世界上的蚊子大概有3500种，其中有不到10种蚊子专门吸食人血，是传播人类大多数疾病的罪魁祸首。

科学家们做了个实验，在一个透明的箱子中放了 100 只花蚊子（学名叫做埃及伊蚊），左侧通入人的气味，右侧通入动物的气味。
结果这些蚊子果断选择扑向人类气味那边……

蚊子自带两根有几千个嗅觉感受器的触角，使它们可以拥有极其敏锐的嗅觉，能让蚊子精准判断出身边的生物是不是它的“菜”。

而且蚊子脑中存在一个专门处理气味（嗅觉）信号的区域，这个脑区中有大约60个叫做“嗅小球”的东西，可以精确处理不同的化学分子信号，筛选出人类散发出的某些气味。

那这些吸引蚊子的气味到底是什么？

让蚊子的脑子能“发光”

科学家们绞尽脑汁思考怎么才能让蚊子“说”出他们选择目标的依据，终于有了一个新思路——基因编辑！

研究人员使用荧光蛋白标记蚊子大脑中的神经细胞，基因编辑后可以使它们的大脑在受到刺激时发出荧光。

通过观察蚊子对气味的反应发现，人散发的气味里面癸醛和甲基庚烯酮这两种分子非常受蚊子欢迎。
人类经过进化导致体毛变少，为了保护皮肤，人类的皮脂就会生成动物皮脂中几乎没有的物质，这些物质经过氧化分解，最终产生癸醛和甲基庚烯酮。

所以以下几种类型的人更得蚊子偏爱：
体温高、爱出汗的肥胖者；
新陈代谢较快，产生二氧化碳越多的群体，如小孩，孕妇，运动员等；
化过妆或喷发胶的人，蚊子非常喜欢化妆品中含有的硬脂酸。

为科学和蚊子勇于献身

取得以上成果的经过是十分艰辛的，像基因编辑就是一大难题，论文一作——康奈尔大学神经生物学博士后赵志磊透露，基因编辑成功的概率甚至低于0.1%。

为了培育大量蚊子以供实验筛选，研究人员从蚊子卵开始培养，简单粗暴的以身喂蚊，一个人每天喂饱3000只蚊子，耗时5年终于培养出这些脑子会“发光”的蚊子，保证接下来的实验顺利完成。

不得不说，科学研究人员真的是太伟大了，赵志磊在采访中说，他们在喂养蚊子几个月后，免疫系统甚至都已经适应，再用手喂蚊子就不痒了。
科学家们如此迫切的研究蚊子，是因为蚊子的杀伤力过于危险、致命。根据世卫组织调查，通过蚊子叮咬传播的疾病每年会杀死72万人。

登革热是通过蚊子传播的疾病之一，据世卫组织估计，每年大概有1~4亿人感染，其中五分之一的感染者会出现病症，严重时会导致死亡，而且受感染者的后代也会被影响导致畸形等。

基因编辑是一项神奇的技术，研究人员就像基因领域的“程序员”，根据生物需求来编译，最终能“运行”出人们想要的结果。如果你也对基因编辑感兴趣，可以了解下面的课题，与导师一起探究基因的秘密。

课题介绍

课题名称: 基因编辑-动物疾病模型构建

相关学科：生物学、生物医学工程

课题介绍：基因编辑技术是是一种使用自然状态下同源重组对基因进行定点的敲除或者替换。但是由于基因编辑技术的成本比较高，消耗的时间也很长，这就极大影响了基因编辑技术的发展。随着科技水平不断进步，发展出了CRISPR/Cas9技术。CRISPR/Cas9系统可以在大部分的细胞和个体种进行基因编辑，并且可以精准打靶以及修饰。课题研究CRISPR/Cas9基因编辑技术在动物疾病模型构建的应用。

导师介绍
清华大学和加州大学伯克利 (UC Berkeley) 联合培养博士
曾多次在 Advanced Material 等高影响力期刊以第一作者发表论文。

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