Příští generace hubení komárů by se mohla zaměřit na reprodukční geny škůdců.
Výzkumníci z University of Cincinnati zkoumali genetický materiál tří druhů komárů odpovědných za každoroční zabíjení milionů lidí na celém světě. Ve spolupráci mezi oddělením chemie a biologie UC výzkumníci odhalili překvapivé genetické modifikace, které samice komárů podstupují, zčásti za účelem vytvoření nové generace.
Pomocí nástrojů zvaných kapalinová chromatografie-tandemová hmotnostní spektrometrie našli vědci až 33 genetických modifikací v transferové RNA samic komárů. Stejně jako DNA slouží přenosová RNA jako stavební kameny života, sděluje genetický kód z DNA a vytváří nové proteiny, které regulují tělesné tkáně a orgány.
"To je důležité, protože to znamená, že existují různé požadavky na tvorbu proteinů u mužů a žen," řekla Melissa Kelley, hlavní autorka a postdoktorandka na UC's College of Arts and Sciences.
"Proteiny dělají spoustu věcí: starají se o domácnost potřebnou k udržení organismu naživu. A existují specializované, které se vytvářejí, jako když se samice připravují na kladení vajíček," řekl Kelley.
Lepším pochopením těchto modifikací na molekulární úrovni by vědci mohli být schopni najít novou zbraň na kontrolu populace komárů.
UC není sám. Vědci z celého světa hledají způsoby, jak se zaměřit na geny komárů, aby se zabránilo nemocem přenášeným komáry.
Komáři způsobují více lidského neštěstí než prakticky jakýkoli jiný škůdce. V roce 2019 bylo více než 229 milionům lidí diagnostikováno malárie. Komáři také přenášejí mimo jiné žlutou zimnici, horečku dengue a virus západonilské horečky.
„Neustále potřebujeme nové metody kontroly,“řekl Kelley.
Komáři byli zodpovědní za přetvoření celé krajiny ve Spojených státech. Komise pro kontrolu komárů financovaná z federálních dolarů zahájila ve 30. letech minulého století masivní projekty na odvodnění a naplnění mokřadů. Pesticidy brzy nahradily pracnou politiku hospodaření s vodou. Populární hmyzí zabiják DDT byl zakázán v roce 1972 poté, co výzkum zjistil, že se toxin hromadí v potravním řetězci a ovlivňuje volně žijící zvířata, jako jsou orli bělohlaví.
K boji s komáry se používají různé nástroje, od rozhánění ryb, které si pochutnávají na larvách komárů, až po vypouštění hord sterilních samců do přírody. Pesticidy však zůstávají oblíbeným řešením.
"A objevily se zprávy o zvýšené odolnosti komárů vůči pesticidům," řekl Kelley.
chemik UC Patrick Limbach, viceprezident UC pro výzkum, byl spoluautorem článku.
„Jako přenašeči mnoha lidských nemocí může pochopení mechanismů stojících za reprodukcí komárů mít důsledky pro sanační strategie,“řekl Limbach.
Studenti pěstují šest druhů komárů v laboratoři biologa a docenta Joshuy Benoita.
UC studoval tři z nich pro genetickou studii: Aedes aegypti, Culex pipiens a Anopheles stephensi. První, nalezený v Africe, Středomoří a na jihovýchodě Spojených států, je známým přenašečem žluté zimnice, horečky dengue, viru Zika a chikungunya. Culex pipiens je komár vyskytující se po celém světě a byl spojován s virem západního Nilu. Poslední je asijský komár, který je spojován s propuknutím malárie. Všechny tři druhy vyžadují pro reprodukci krevní moučku.
Samice a samci komárů mají zjevné fyzické rozdíly. Obvykle menší s neostrými tykadly, samci komárů nesají krev jako samice, které potřebují živiny, aby vytvořily další generaci.
„Zajímalo nás, jestli existují rozdíly v tom, jak tvoří proteiny,“řekl Kelley.
Vědci z UC zjistili, že samice komárů mají větší množství modifikací tRNA než samci. Samičky komárů pravděpodobně využívají chemické modifikace tRNA hojněji než samci, což by mohlo být základem faktorů souvisejících s reprodukcí samiček.
Pregraduální studentka biologie UC Melissa Uhran řekla, že měla to štěstí, že se mohla zúčastnit studie.
"Byla to skvělá příležitost. Jsem vděčná, že jsem dostala šanci to udělat. Dalo mi to spoustu zkušeností, které mi pomohou v kariéře," řekla. "A hodně jsem se toho naučil."
Projekt UC byl podpořen granty Národního institutu pro alergie a infekční nemoci Národního institutu zdraví.
