Новости и мнения

В комарином малярии обнаружен ген «мужественности»

Исследователи определили ген, определяющий самцов малярийного комара, экспрессия которого у самок летальна.

Исследователи определили ген, который специфическую для мужчин генетическую программу в африканском малярийном комаре Anopheles gambiae . Экспрессируемый в генетически женских эмбрионах комаров, ген, называемый Yob, является летальным. Результаты, опубликованные сегодня (30 июня) в журнале Science, показывают путь к генетическим подходам к размножению комаров только для мужчин, которые могут помочь убить самок, переносящих малярийных паразитов, в дикой природе.

«Это прорыв в этой области и потенциально очень полезный для борьбы с малярией, передающей малярию», – сказал Стивен Синкинс , изучающий болезни, передаваемые комарами, в Университете Ланкастера в Великобритании. «Существует также интересная эволюционная история, которая может быть раскрыта. в результате этой работы », – добавил Синкинс, который написал сопроводительную редакционную статью, но не был вовлечен в работу.

«Это важный шаг вперед в понимании биологии этого малярийного вектора, а также потенциал для применения в борьбе с малярией», – сказал The Scientist Чжицзянь «Джейк» Ту , который изучает определение пола и эмбриональное развитие комаров в Virginia Tech. В прошлом году команда Ту определила ген «мужественности» у Aedes aegypti , переносчик комаров денге , вируса Зика и других вирусов.

Виды насекомых используют множество различных генетических механизмов для передачи женского или мужского пола. В то время как нижестоящие компоненты эволюционно хорошо сохраняются, инициирующий ген, который инструктирует развитие эмбриона у мужчин, был неуловимым у большинства видов. Среди насекомых с Y-хромосомой ранее был определен только ген самцов A. aegypti .

Чтобы попытаться найти ген мужественности у A. gambiae, Ярослав Крживински из Института Пирбрайта в Великобритании и его коллеги выделили минимальное количество мессенджерной РНК (мРНК) у ранних эмбрионов самцов и самок комаров и провели анализ транскриптома, чтобы выявить транскрипты, обнаруженные в мужские – но не женские – эмбрионы. Исследователи нашли транскрипты, которые сопоставлены с геном Yob на Y-хромосоме, который перекрывается с ранее описанным геном YG2 , кандидатом, определяющим мужской ген.

Команда Крзивински действительно обнаружила, что этот ген обладает характеристиками определяющего мужской ген: транскрипты присутствовали через два часа после откладывания яиц и продолжались в течение всей жизни комара. Исследователи обнаружили, что Йоб также контролировал синтез специфических для мужчин генных продуктов на пути определения пола.

«Есть очень маленькие временные рамки [развитие эмбрионов комаров] и очень небольшое количество вовлеченной РНК», – отметил Синкинс. «Что делает это технической силой, чтобы иметь возможность сексировать ранние эмбрионы и разделять их пулы мРНК и проводить сравнение, которое позволяет идентифицировать гены. Это очень впечатляющая работа ».

Когда исследователи вводили мРНК Yob в эмбрионы ранней стадии вместе с маркером зеленого флуоресцентного белка (GFP), выжившими комарами были все фертильные самцы. Группа контрольных эмбрионов, которым инъецировали только маркер GFP, превратилась в равное распределение мужчин и женщин. Это продемонстрировало, что доставка мРНК была летальной для развивающихся зародышей женского пола.

Поскольку в результате обратного эксперимента – снижения экспрессии Yob – были получены преимущественно женщины, группа пришла к выводу, что Yob влияет на дозировку генных продуктов, связанных с Х-хромосомой. У XX самок эмбрионов экспрессия Yob приводит к смерти из-за сверхэкспрессии из Х-хромосомы, в то время как недостаточная экспрессия из Х-хромосомы у самцов XY также приводит к летальности.

Исследователи долгое время стремились использовать генетические методы для борьбы с переносчиками малярии, но «нам нужен был крупномасштабный метод для отделения самцов от самок и освобождения только самцов, что повышает эффективность таких контрольных подходов и является строгой предпосылкой при нацеливании на комаров, передающих возбудителей». », Объяснил Крживински. «Теперь у нас есть фантастический инструмент для изготовления трансгенных штаммов только для мужчин основных африканских переносчиков малярии».

Krzywinski и его коллеги в настоящее время работают над созданием штаммов, которые могли бы условно убивать только эмбрионы самок комаров. (Самки комаров кусают и переносят малярийного паразита Plasmodium .)

«Надеюсь, что менее чем через 10 лет у нас появятся генетические методы, позволяющие эффективно бороться с комарами Anopheles» , – сказал Кживински .

Один из подходов, согласно Синкинсу, состоит в том, чтобы условно экспрессировать Yob из аутосом, создавая, а затем высвобождая популяции только для мужчин. «Но система, которая могла бы распространяться сама по себе, требуя только высвобождения семян, была бы намного более эффективной», – сказал Синкинс.

Одним из таких способов является стимулирование преимущественного размножения Y-хромосомы у эмбрионов и производство преимущественно мужского потомства. (См. « Привод CRISPR на основе малярийного комара », Ученый, 24 ноября 2015 г .; « Меньше самок комаров, меньше малярии? », Ученый, 11 июня 2014 г.)

Ту является сторонником так называемого генного драйва для увеличения соотношения самцов и самок комаров. Однако, по его словам, «нам нужно посмотреть, есть ли проникновение трансгена почти на 100%».

По словам Ту, еще один фактор, который следует учитывать, заключается в том, будут ли трансгенные насекомые такими же конкурентоспособными, как и их дикие аналоги.

E. Krzywinska и др., «Ген мужского пола при малярии», Science, doi.10.1126 / science.aaf5605, 2016.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *