wМел Вольбахия меняет женский пост

Aug 26, 2023

Биология связи, том 6, Номер статьи: 865 (2023) Цитировать эту статью

608 Доступов

5 Альтметрика

Подробности о метриках

Глобально инвазивные Aedes aegypti распространяют многочисленные арбовирусы, которые влияют на здоровье человека. Один многообещающий метод борьбы с Ae. aegypti – это трансинфекция Wolbachia pipientis, которая в природе заражает ~40–52% насекомых, но не Ae. египетский. Трансфекция Ae. aegypti со штаммом wMel Wolbachia индуцирует цитоплазматическую несовместимость (CI), позволяет инфицированным особям проникать в местные популяции и ингибирует передачу медицински значимых арбовирусов самками. Самки насекомых претерпевают физиологические и поведенческие изменения после спаривания, называемые реакцией самки после спаривания (PMR), необходимые для оптимальной плодовитости. PMR обычно вызываются белками мужской семенной жидкости (SFP), переносимыми со спермой во время спаривания, но могут модифицироваться другими факторами, включая состав микробиома. Wolbachia оказывает умеренное воздействие на Ae. aegypti, но его влияние на другие PMR неизвестно. Здесь мы показываем, что Wolbachia влияет на плодовитость самок, плодовитость и частоту повторных спариваний, а также значительно продлевает продолжительность жизни девственных самок. Используя протеомные методы исследования протеома семенной жидкости инфицированных самцов, мы обнаружили, что Wolbachia умеренно влияет на состав SFP. Однако мы идентифицировали 125 белков Wolbachia, переданных по отцовской линии, но среди них не было белков-факторов CI (Cifs). Наши результаты показывают, что инфекция Wolbachia Ae. aegypti изменяет PMR самок, потенциально влияя на программы борьбы, в которых используются особи, инфицированные Wolbachia.

Комары Aedes aegypti являются глобально инвазивным видом, который успешно колонизировал большие территории тропиков и субтропиков1,2. Aedes aegypti имеет склонность к колонизации городской среды3,4, а самки этого вида отдают предпочтение людям-хозяевам5,6, что облегчило передачу вирусов, распространяемых этим видом, включая денге7, Зика8, чикунгунья9 и желтую лихорадку. вирусы10. Обитаемая территория Ае. aegypti, по прогнозам, будет расширяться с повышением глобальной температуры2,11 и ростом урбанизации6,12, что делает контроль над этим видом необходимым для смягчения его воздействия на здоровье человека.

Попытки контролировать Ae. aegypti исторически полагались на использование инсектицидов. Однако повышенная инсектицидная устойчивость Ae. aegypti снизили эффективность химического контроля13, что потребовало разработки новых методов борьбы. Одним из перспективных методов является трансфекция Ae. aegypti с облигатной внутриклеточной бактерией Wolbachia pipientis, симбионтом, который в природе заражает 40–52% видов насекомых14,15, но не Ae. египетский. Wolbachia наследуется по материнской линии и вызывает цитоплазматическую несовместимость (CI) у трансинфицированных Ae. aegypti16,17, явление, при котором неинфицированные самки, спаривающиеся с инфицированными самцами, не производят жизнеспособного потомства, в то время как инфицированные самки производят жизнеспособное потомство, инфицированное Wolbachia, независимо от инфекционного статуса их самцов. Индукция CI позволяет инфицированным Ae. aegypti быстро распространяются среди неинфицированных популяций16,17,18, где они остаются стабильными в течение длительного времени19. Инфекция Wolbachia также подавляет передачу арбовируса Ae. самки aegypti, включая DENV, ZIKV и CHIKV17,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29.

Учитывая, что зараженный Wolbachia Ae. aegypti способны быстро распространяться в популяциях комаров, популяции, инфицированные Wolbachia, скомпрометированные из-за своей способности передавать болезнь, могут эффективно заменить местные популяции после выпуска инфицированных самцов и самок в окружающую среду30. Альтернативно, постоянный выпуск самцов, инфицированных Wolbachia, может сократить местные популяции комаров за счет создания CI31,32. Программы замещения населения с использованием Ae. aegypti, инфицированные штаммом wMel Wolbachia, выделенным из Drosophila melanogaster, были инициированы в нескольких районах, где происходит передача DENV33,34,35,36, в том числе в Медельине, Колумбия37. Успешное создание инфицированных популяций зависит от минимального влияния Wolbachia на репродуктивные параметры высвободившихся Ae. взрослые особи aegypti. Сообщалось, что wMel Wolbachia не оказывает никакого воздействия38 или оказывает умеренное воздействие на Ae. aegypti фертильность39, но как Wolbachia может изменить другие репродуктивные процессы у Ae. aegypti не исследован.