Определены феромоны малярийных комаров, повышающие частоту спаривания

Самцы комаров рода Anopheles, известных как переносчики малярии, производят агрегационные феромоны — вещества, которые привлекают особей в рой и способствуют успешному спариванию. Гены белков, задействованных в синтезе этих веществ, могут стать мишенью редактирования, которое снизит темпы размножения комаров в природе.

Credit:
Tetiana Lazunova | 123rf.com

Самцы комаров рода Anopheles, к которому принадлежат многие переносчики малярии, во время спаривания образуют рои. Роение происходит во время заката, и некоторые исследования подтверждают, что это поведение регулируется внутренними циркадными часами, которые, в свою очередь, подстраиваются по внешним стимулам. Очевидно, что комаров в рои привлекают химические сигналы, однако они не были детально исследованы. Группа ученых из Швеции, ЮАР и Великобритании охарактеризовала химические вещества, выделяемые самцами Anopheles arabiensis и An. gambiae во время роения, и обнаружила сопутствующие изменения в активности генов насекомых. Статья опубликована в Nature Ecology & Evolution.

Авторы исследования обнаружили, что самцы обоих видов постоянно продуцируют одни и те же пять летучих соединений — 3-гидрокси-2-бутанон (ацетоин), 6-метил-5-гептен-2-он (сулькатон), октаналь, нонаналь и деканаль. Однако во время роения в лабораторных условиях количество этих веществ возрастает. Летучие вещества собирали с помощью методов твердофазной микроэкстракции (SPME). Чтобы подтвердить, что они производятся именно в организме комаров, насекомых кормили глюкозой, меченной стабильными изотопами.

Смесь аналогичного состава из синтетических компонентов, оказалась крайне привлекательной для девственных самцов и самок обоих видов в лабораторных условиях. Кроме того, она существенно увеличила частоту спаривания у пяти африканских переносчиков малярии (An. gambiae, An. coluzzii, An. arabiensis, An. merus и An. funestus) в полуполевых экспериментах.

Чтобы изучить молекулярные механизмы, участвующие в данном поведении, авторы выполнили профилирование транскриптомов (Illumina, высокопроизводительное секвенирование РНК) тканей голов и тел самцов An. gambiae в темные и светлые периоды суток, а также в переходный период. В каждой повторности для секвенирования использовали ткани всего 10 насекомых. Были обнаружены ожидаемые изменения в экспрессии генов циркадных часов. Менялась экспрессия генов, вовлеченных в гликолиз, цикл лимонной кислоты, окислительное фосфорилирование и окисление жирных кислот, а также генов трех ранее известных белка, связывающихся с одорантами, и рецептора одорантов. Этот результат говорит о возможной суточной синхронизации обонятельной чувствительности у самцов.

Агрегационные феромоны могут использоваться в борьбе с переносчиками малярии, подчеркивают авторы исследования. Существуют различные стратегии редактирования геномов переносчиков, предлагаемые для контроля их численности (см. об этом на PCR.news). До сих пор эти стратегии основывались главным образом на транскриптомике самок, однако полученные результаты подсказывают, что мишенью редактирования могут быть и гены, участвующие в регуляции полового поведения самцов.

Источник

Raimondas Mozūraitis, et al. // Male swarming aggregation pheromones increase female attraction and mating success among multiple African malaria vector mosquito species. // Nature Ecology & Evolution, 2020; DOI: 10.1038/s41559-020-1264-9

Добавить в избранное

Вам будет интересно