Pod koniec lipca na łamach „PNAS” [Proceedings of the National Academy of Sciences] ukazały się wyniki najnowszych badań nad gatunkiem komara egipskiego (Aedes aegypti)1. Badania te pokazały, że w locus M, czyli w danym obszarze chromosomu determinującym płeć męską, znajduje się gen, którym możemy swobodnie manipulować. Locus M zawiera 30 genów w tym gen Nix, będący czynnikiem wpływającym na rozwój płci tych owadów. Kolejny opisany przez badaczy gen myo-sex odpowiada za lot u samców i znajduje się na tym samym locus. Poza nowymi osiągnięciami w dziedzinie genetyki molekularnej, które obrazują regiony znajdujące się na chromosomach owada, badania dają również perspektywę planowej kontroli rozwoju komarów oraz zapobiegania transmisji chorób.
Samce komarów nie gryzą i nie są w stanie przenosić patogenów na ludzi. Inaczej rzecz wygląda u samic, które do produkcji jaj potrzebują krwi, przez co stają się nośnikami wielu patogenów. Transgenizacja regionu Nix pozwoliła grupie naukowców z Instytutu Politechnicznego i Uniwersytetu Stanowego Wirginii na skuteczne przekształcenie samic w płodne samce przy jednoczesnym przekazaniu tej modyfikacji na następne pokolenia.
„Obecność locus męskiego determinuje płeć u Aedes aegypti. Locus M jest dziedziczony tylko przez potomstwo płci męskiej, podobnie jak ludzki chromosom Y” – relacjonuje Zhijian Tu, profesor na Wydziale Biochemii College of Agriculture and Life Sciences. Dodaje również: „Odkryliśmy, że gen Nix jest obecny u innych komarów z rodzaju Aedes. Pytanie brzmi: jak ten gen i locus determinujące płeć ewoluowały u komarów?”2. Badacze zapewniają, że już samo wstawienie genu w odpowiednim regionie chromosomu u samic wystarcza do przekształcenia ich w samce, co może być pomocne przy opracowaniu przyszłych technik zwalczania owadów. Metody genetyczne opierające się na kojarzeniu w celu zwalczania komarów dotyczą na razie jednego gatunku, który od kilkuset lat występuje na obu amerykańskich kontynentach i stanowi poważne zagrożenie dla ludzi.
Aedes aegypti uchodzi za pierwszego znanego nosiciela chorób człowieka, funkcjonuje również pod angielską nazwą Yellow Fever Mosquito [komar żółtej febry]. Eksperymenty przeprowadzone w latach osiemdziesiątych XIX wieku przez kubańskiego lekarza Carlosa Finlaya wykazały, że kiedy jeden z osobników tego gatunku przyswoił krew pacjenta z żółtą febrą, już po kilku dniach potrafił zarazić kolejną osobę. Początkowo wiele osób – w tym członkowie społeczności uczonych – sceptycznie podeszło do wyników przeprowadzonych badań, bagatelizując sprawę niewielkiego insekta. Potrzeba było kilku dziesięcioleci oraz wielu dodatkowych badań, aby ostatecznie potwierdzić teorię Finlaya3.
Obecnie wiele gatunków komarów wykazuje zdolność do bycia nosicielami różnych chorób dotykających nie tylko ludzi, ale także i zwierząt. Komar egipski, poza żółtą febrą, jest zdolny przenosić wirusa Zachodniego Nilu, czikungunię, gorączkę denga, a ostatnio stał się nosicielem wirusa Zika. I chociaż już istnieje szczepionka, która ma nas chronić przed żółtą febrą, to szczepionki przeciw innym chorobom są dopiero opracowywane, a uważne obserwowanie gatunku Aedes aegypti pozostaje głównym priorytetem wielu programów zintegrowanego zwalczania komarów4.
Przemysław Maksymowicz
Źródło zdjęcia: Wikimedia
Ostatnia aktualizacja strony: 21.08.2020
Literatura:
- Aryan A. et al., Nix Alone Is Sufficient to Convert Female Aedes Aegypti Into Fertile Males and Myo-sex Is Needed For Male Flight, „Proceedings of the National Academy of Sciences” 2020, Vol. 117, No. 30, s. 17702–17709 [dostęp 24 VII 2020].
- Finlay Ch., The Mosquito Hypothetically Considered as an Agent in the Transmission of Yellow Fever Poison, tłum. R. Matas, „New Orleans Medical and Surgical Journal” 1881, Vol. 9, s. 601–616 [dostęp 24 VII 2020].
- Jutras K.R., Daniels K., Researchers Convert Female Mosquitoes To Nonbiting Males With Implications For Mosquito Control, „Virginia Tech” [dostęp 24 VII 2020].
- Weissmann M., Mosquito of the Month: Aedes aegypti – the Yellow Fever Mosquito, „Vector Disease Control International” [dostęp 24 VII 2020].
Przypisy
- Por. A. Aryan et al., Nix Alone Is Sufficient To Convert Female Aedes Aegypti Into Fertile Males and Myo-sex Is Needed For Male Flight, „Proceedings of the National Academy of Sciences” 2020, Vol. 117, No. 30, s. 17702–17709 [dostęp 24 VII 2020].
- K.R. Jutras, K. Daniels, Researchers Convert Female Mosquitoes To Nonbiting Males with Implications For Mosquito Control, „Virginia Tech” [dostęp 24 VII 2020].
- Por. Ch. Finlay, The Mosquito Hypothetically Considered as an Agent in the Transmission of Yellow Fever Poison, „New Orleans Medical and Surgical Journal” 1881, Vol. 9, s. 601–616 [dostęp 24 VII 2020].
- Por. M. Weissmann, Mosquito of the Month: Aedes Aegypti – the Yellow Fever Mosquito, „Vector Disease Control International” [dostęp 24 VII 2020].
Autor napisał “Badacze zapewniają, że już samo wstawienie genu w odpowiednim regionie chromosomu u samic wystarcza do przekształcenia ich w samce, co może być pomocne przy opracowaniu przyszłych technik zwalczania owadów.”
Ale w jaki sposób? W ten, że przy użyciu skomplikowanych metod inżynierii genetycznej uczeni będą mogli zmniejszyć wielomiliardową populację tego gatunku o jedną samicę i zwiększyć tę samą populację o jednego samca? To większy efekt uzyskam zabijając kilka bzyczących komarzyc.
Gdyby takie spreparowane komary płodziły wyłącznie samców, to co innego. Ale w tekście p. Maksymowicza nie ma o tym mowy. Musi więc chodzić o coś innego. Tylko o co?
Ekspresja przeniesionego transgenu powoduje rozwój larwy w kierunku męskiej formy imago. Gen był „wszczepiany” w różnych fragmentach genomu samic, ponadto wspomniani badacze sugerują, że może się on przenosić na kolejne pokolenia, co wskazuje z kolei na istnienie szansy planowej kontroli poprzez rozród i rozprzestrzenianie się takiej transgenicznej formy organizmu. Pozwolę sobie zacytować ich twierdzenia: „We also show that Nix-mediated female-to-male conversion was 100% penetrant and stable over many generations. Therefore, Nix has great potential for developing mosquito control strategies to reduce vector populations by female-to-male sex conversion, or to aid in a sterile insect technique that requires releasing only non-biting males”.