Генетическое открытие может стать смертным приговором для комаров
Генетическое открытие Калифорнийского университета в Риверсайде может превратить переносящих болезни комаров в насекомых-«Питеров Пэнов», не позволяя им когда-либо взрослеть или размножаться.
В 2018 году энтомолог Наоки Яманака обнаружил, что, вопреки общепринятой научной догме, важный стероидный гормон нуждается в белках-транспортерах, чтобы попасть в клетки плодовой мушки или выйти из них. Этот гормон, экдизон, называют «гормоном линьки». Без него мухи никогда не повзрослеют и не дадут потомства.
До его открытия учебники утверждали, что экдизон свободно проходит через клеточные мембраны. «Теперь мы знаем, что это не так», — сказал Яманака.
Каждому виду насекомых экдизон необходим для какого-то аспекта их пути от яйца до взрослой особи, способной к размножению. И у каждого насекомого, которое тестировал Яманака, также есть обнаруженный им в 2018 году транспортер экдизона, плюс несколько других, найденных в новом исследовании. Но в этом новом исследовании он обнаружил, что комары отличаются.
У комаров есть только три из четырёх белков-транспортеров, которые есть у плодовых мушек. Им не хватает самого важного, первичного транспортера экдизона.
«Этот первичный транспортер каким-то загадочным образом отсутствует у комаров», — сказал Яманака.
Эти результаты были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Открытие открывает путь к созданию специфичного для комаров инсектицида, который не навредит полезным пчёлам или другим опылителям. Однако он будет воздействовать на комаров, подобных использованным в исследовании Aedes aegypti, которые переносят вирусы Зика, денге, жёлтой лихорадки, чикунгуньи и другие.
«Мы можем разработать химические вещества, чтобы блокировать функции этих транспортеров экдизона, но не затрагивать исходный транспортер, который так важен для других насекомых, — сказал Яманака. — Вероятность нецелевых эффектов была бы низкой».
Смежное исследование Калифорнийского университета в Риверсайде под руководством клеточного биолога Сачико Хаги-Яманаки пытается обнаружить аналогичный механизм транспортировки гормонов у людей.
«В учебниках говорится, что стероидные гормоны свободно транспортируются в клетки человека и из них, но, основываясь на наших исследованиях насекомых, мы сомневаемся, что это так», — сказал Яманака.
Исследования Яманаки финансировались Национальными институтами здравоохранения (NIH). Его лаборатория сейчас проводит скрининг химических веществ, способных блокировать импортёры экдизона у комаров. Он также исследует транспортеры экдизона у других животных.
Существуют и другие методы, позволяющие гарантировать, что местные популяции комаров не смогут размножаться. Выпуск в природу стерильных облучённых самцов комаров для спаривания с самками приводит к появлению яиц, которые не вылупляются. Эта техника устраняет необходимость в инсектицидах.
Хотя существуют эффективные методы, подобные этому, для контроля локальных популяций комаров, Яманака считает важным разработать дополнительные инструменты, чтобы мы могли справляться с проблемами, связанными с комарами, в разных сценариях.
«Невозможно заставить комаров вымереть, — сказал Яманака. — Опасно полагаться на один инструмент для их контроля. По мере потепления климата создаются ещё более благоприятные условия для их размножения, и они, вероятно, станут только большей проблемой, особенно в Южной Калифорнии».