Американские исследователи выявили ген, который заставляет комаров пить кровь из людей. Открытие подскажет, как переключить этих кровососов с человека на прочих животных.

Об этом говорится в статье специалистов из Калифорнийского университета, опубликованной в журнале PLOS Genetics.

Как известно, малярия разносится несколькими видами комаров. Одни из них, такие как Anopheles gambiae, сосут кровь почти исключительно из людей, другие же кусают как человека, так и домашний скот. Авторы статьи решили выяснить, влияют ли на выбор жертвы генетические различия комаров.

Ученые работали в Танзании с видом An. arabiensis, одним из основных переносчиков малярии в Восточной Африке. Из предыдущих исследований известно, что если в доме присутствует хотя бы одна корова, то комары этого вида кусают людей в 2 раза реже. Ученые поймали 25 комаров, которые сели на домашний скот, и 23 - на человека, и сравнили их геном по 4 миллионам однонуклеотидных позиций (SNP).

Выяснилось, что за вкусовые предпочтения комара отвечают гены, расположенные в зоне хромосомной инверсии, известной как 3Ra (инверсией называется поворот участка хромосомы на 180 градусов).Скорее всего, это гены, в которых закодированы белки Obp5 и Or65, задействованные у комаров в процесс восприятия запахов.

По словам ученых, в перспективе открытие поможет вывести новый тип комаров, которые бы атаковали исключительно животных. Это позволит решить проблему малярии, не уничтожая популяцию ее переносчиков, что было бы чревато негативными экологическими последствиями. Напомним, ранее другие исследователи предложили снабдить малярийных комаров особым геном, который приведет их к вымиранию.

Источник: infox.ru

Ученые выяснили, что предки малярийного плазмодия сначала паразитировали исключительно на насекомых, и только потом перекинулись и на позвоночных, причем первыми жертвами этих простейших стали ящерицы и другие рептилии.

Комар в янтареОб этом говорится в статье Джорджа Пойнара из Калифорнийского университета в Беркли, опубликованной в журнале American Entomologist.

Как известно, в жизненном цикле возбудителей малярии чередуются две стадии - бесполое размножение (шизогония) и половое (спорогония). Первая протекает только в организме насекомых, переносящих малярию, таких как малярийные комары, вторая - в организме позвоночных животных, включая человека.

Среди специалистов не прекращаются споры о том, кто же был первоначальным хозяином возбудителей малярии. Одни считают, что малярийные плазмодии сначала жили в позвоночных и затем перекинулись на кровососущих насекомых, другие, напротив, думают, что эти простейшие сначала паразитировали на насекомых и от них передались позвоночным.

Пойнар представил новые доказательства в пользу второй из этих гипотез, исходя из жизненного цикла простейших грегарин. Грегарины - это близкие родичи малярийных плазмодиев и одни из кандидатов на роль их предков. В отличие от возбудителей малярии, они живут исключительно в беспозвоночных, включая насекомых.

По словам Пойнара, по своему жизненному циклу грегорины Eugregarinorida, живущие в мокрецах Ceratopogonidae и комарах Culicidae, очень напоминают малярийных плазмодиев. Однако шизогония и спорогония у них проходят не в разных хозяевах, а на разных стадиях жизни одного насекомого: бесполое размножение протекает в личинках и куколках, а половое - во взрослых комарах.

От комаров - к ящерицам, птицам и человеку

Возможно, так же обстояло дело и у предков малярийного плазмодия. Сначала они жили исключительно в двукрылых насекомых, еще до того, как те приступили к кровососанию. Затем, когда двукрылые стали кровососами, при укусах их паразиты проникли в позвоночных и смогли там закрепиться. В результате бесполое размножение этих простейших стало протекать уже не в личинках и куколках комаров, а у позвоночных.

Произошло это не позднее мелового периода. Пойнару удалось обнаружить в куске мелового янтаря из Мьянмы возрастом 100 млн лет мокреца, в чьем кишечнике содержатся ооцисты и спорозоиты древнего малярийного паразита. Судя по антеннам и другим особенностям мокреца, это насекомое питалось кровью ящериц и других хладнокровных рептилий, то есть именно их он заражал паразитом.

Кроме того, в доминиканском янтаре возрастом около 15 млн лет назад Пойнаром был обнаружен комар с ооцистами малярийного плазмодия, который относится к тому же роду, что и возбудитель малярии человека. Скорее всего, этот янтарный комар заражал малярией птиц. Именно от птиц малярия впоследствии могла перекинуться на обезьян и нас с вами.

Источник: infox.ru

Ученые проанализировали геномы комаров, являющихся переносчиками возбудителей малярии. Оказалось, что качества, делающие их опасными для человека, малярийные комары унаследовали не от общего предка, а приобрели в результате межвидового скрещивания.

Малярийный комарК такому выводу пришли российские генетики из Томского государственного университета, работавшие совместно с коллегами из США и Нидерландов. Их статья опубликована в журнале Science.

Род комаров Anopheles насчитывает около 450 видов, однако только 60 из них переносят малярийных плазмодиев, поражающих людей. Наибольшую опасность представляют малярийные комары, живущие в Африке южнее Сахары: долгое время считалось, что эти насекомые относятся к одному виду Anopheles gambiae, однако затем было показано, что они представляют собой целый комплекс видов.

Авторы статьи решили выяснить, как эволюционировал род Anopheles. Для этого они проанализировали геномы 16 видов из трех основных подродов, которые обитают в Африке, Азии, Европе и Латинской Америки. Общий предок этих видов существовал около 100 миллионов лет назад.

Выяснилось, что скорость перестройки генома, в особенности генов, отвечающих за размножение и выработку веществ, содержащихся в секрете слюнных желез, у Anopheles была очень высока. В среднем гены появлялись и исчезали у малярийных комаров в пять раз чаще, чем в ходе эволюции других двукрылых - мушек-дрозофил. Этим можно объяснить способность Anopheles быстро приспосабливаться к изменению внешних условий.

Так, исследователи показали, что близкие виды An. gambiae и An. coluzzii, наиболее опасные разносчики малярии, отделились от похожего на них вида An. arabiensis, также являющегося важным переносчиком плазмодиев, более 2 миллионов лет назад. В то же время человек, излюбленная мишень их кровососания, появился всего 0,5 миллионов лет назад.

Это значит, что вид An. gambiae и похожие виды, не относясь к числу ближайших родичей An. gambiae, смогли параллельно адаптироваться к антропогенным условиям и путем межвидового скрещивания передать друг другу способность переносить малярийных плазмодиев. Авторы статьи отмечают, что в будущем малярийные комары таким же образом смогут снабжать друг друга генами, отвечающими за устойчивость к инсектицидам.

«Наши результаты говорят о том, что наиболее эффективные разносчики малярии не обязательно являются наиболее близкими видами, так что способность переносить возбудителей малярии распространялась благодаря межвидовому обмену генами», -- пояснила Нора Бесански, соавтор статьи.

Истчоник: infox.ru

Войну с малярией современные исследователи ведут сразу на двух фронтах: с одной стороны, они неустанно ищут средства против самих малярийных плазмодиев, с другой — пытаются найти управу на малярийных комаров, чтобы те оставили людей в покое. 

A. gambiae на пальце (фото Centers for Disease Control). У комаров учёные обращают внимание в первую очередь на обоняние: ведь эти кровососы находят жертв по запаху пота и следам выдыхаемого углекислого газа. Однако комариное обоняние всё ещё не раскрыло все свои секреты, коль скоро учёные продолжают делать на нём новые открытия. Так, исследовательская группа из Университета Нотр-Дам (США) обнаружила, что обоняние малярийных комаров Anopheles gambiae обостряется ночью, то есть подчинено суточному ритму. 

Всё выглядит вполне логично: днём комары спят, а жертв вынюхивают по ночам. Хотя, с другой стороны, удивительно, что обонятельная система приняла к сведению такой образ жизни комаров. Ранее Сэмюэл Ранд и его коллеги сообщали, что некоторые гены малярийных комаров, возможно, имеющие отношение к обонянию, подвержены суточной регуляции. В новой статье в Scientific Reports авторы описывают, как они проследили за меняющимся в течение суток содержанием белков в обонятельных органах комара A. gambiae. 

Важную роль в обонятельной системе комара играют белки семейства OBP (белки, связывающие пахучие вещества). Их задача — собрать, сконцентрировать запаховые молекулы и сопроводить их к обонятельным рецепторам. Вот именно уровень этих OBP, как оказалось, и меняется в течение суток, возрастая ночью и уменьшаясь днём. 

Исследователям удалось не просто оценить содержание обонятельных белков, но и сопоставить их уровень с реакцией чувствительных нейронов и поведением насекомых: когда белков становилось больше, нейроны возбуждались на запах чаще и комары активнее демонстрировали готовность кого-нибудь укусить. Так было ночью, днём же комары спали спокойно. Даже если рядом витал заманчивый запах жертвы, насекомым просто нечем было его чуять: нужных белковых молекул для этого не было. 

Опыты ставили, как уже сказано, на A. gambiae, который известен как один из основных переносчиков малярийной инфекции. Однако какие-либо практические и технологические рекомендации из проделанной работы извлечь пока сложно — разве что учёные найдут способ, как испортить у комара суточный генетический механизм, управляющий активностью обонятельных белков. С другой стороны, малярия до сих пор уносит около 1 млн жизней в год, так что тут пригодится всякая информация как о самой болезни, так и о её переносчиках.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Паразитологи из Пастеровского института (Франция) обнаружили необычный подвид малярийного комара.

В странах Африки южнее Сахары от малярии умирает около 710 тыс. человек в год. Самая опасная форма заболевания, вызываемая паразитом под названием плазмодий тропический (Plasmodium falciparum), переносится главным образом комарами комплекса криптических видов Anopheles gambiae. Личинки комаров живут в воде, а взрослые насекомые, как полагают, проводят бόльшую часть времени в зданиях, где смакуют человеческую кровь.

Аэрозоли, сетки и лекарства помогли снизить смертность от малярии за последнее десятилетие. Но до победы над болезнью ещё очень далеко.

Подвид Anopheles gambiae, названный Goundry в честь деревни в Буркина-Фасо, где он был найден, возможно, является одной из причин, по которым все попытки ликвидировать малярию оказались не слишком успешными. В отличие от родичей, гаундри предпочитает жить «на улице», где ему не страшны никакие спреи. Кроме того, исследование показало, что он «охотнее» других комаров становится носителем паразита.

Руководитель научной группы Кен Верник подозревает, что подвид ускользал от внимания учёных в связи с неверным подходом к сбору материала. Большинство заболевших заражалось в результате укусов, полученных дома, поэтому учёные и зациклились на комарах, живущих в зданиях.

Есть и ещё одна причина: охотиться на комаров на открытой местности чрезвычайно трудно. Искусственная приманка неэффективна, а использование людей в этих целях запрещено. Куда легче собирать личинок, чем французские исследователи и занялись.

Особи, выращенные в лаборатории до взрослого состояния, подверглись тщательному генетическому анализу. 58% гаундри оказались носителями паразита.

Подозрения насчёт «внешнего» комара впервые возникли в 1970-х годах после провала антималярийной программы ВОЗ стоимостью $6 млн в нигерийской области Гарки. Интенсивно использовались самые эффективные спреи и лекарства, и всё без толку.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Биохимики объяснили, почему малярийные комары не боятся жары. Оказалось, что управляя белковыми «баранками», комары регулируют траты запасенной жидкости и попросту не «потеют».

Малярийный комар (Википедия)Малярийные комары (род Anopheles) распространены по всему земному шару, исключая полюса и слишком холодные территории: крайняя северная точка ареала — юг Карелии. Правда, в 90% случаев малярией, возбудитель которой и попадает в кровь человека через укус комара, болеют жители Африки.

США, юг Европы и страны бывшего Советского Союза избавились от назойливого комара, осушив болота и улучшив санитарные условия. С африканскими же комарами, которые заражают в том числе и жителей других континентов, ученые всего мира борются до сих пор. Чтобы исключить возможность развития у комаров резистентности (как это было с ДДТ), биологи предлагают более изящные способы ограничения численности насекомых. Например, генетическую стерилизацию кровопийц.

Засушливые комары

Пока ученые думают, как и чем изничтожить комаров, анофелесы продолжают убивать людей и даже расширяют ареал, передвигаясь на более засушливые африканские территории. Ученые из Института по исследованию малярии (Johns Hopkins Malaria Research Institute) попытались разобраться с тем, какие молекулярные механизмы защищают насекомых от обезвоживания и последующей смерти. Джейсон Рейсгон (Jason Rasgon) и его коллеги исследовали работу комариного аквапорина (AgAQP1) — белкового «бублика», который перегоняет воду через клеточную мембрану. Похожими водноизбирательными «баранками» пронизаны мембраны клеток всех, даже простейших, живых организмов. В человеческом же теле такими протеиновыми «дырками» испещрены нефроны – клетки, которые экстрагируют из крови мочу. Комарам аквапорин помогает летать и не падать: спустя минуту после приема пищи (крови) комариха начинает выделять мочу, а уже через час в ее пищеварительной системе остаются только необходимые питательные элементы, отфильтрованные из крови.

Джейсон Рейсгон и его коллеги предположили, что аквапорин помогает комарам не только летать, но и не иссохнуть от обезвоживания. Для эксперимента ученые использовали белок, выделенный из Anopheles gambiae. Они сравнили комариный белок с аналогичными «дырками» других видов животных. Оказалось, что AgAQP1 имеет некоторые изменения, нехарактерные для других разновидностей аквапоринов. Вместе с тем, в активном центре комариного аквапорина присутствует аминокислота, характерная для человеческого белка. Особенности молекулярного строения дали о себе знать в эксперименте с ооцитами гладкой шпорцевой лягушки (Xenopus laevis): лягушачьи клетки, на поверхности которых присутствовали не «родные», а комариные белковые «дырки», в пять раз быстрее потребляли воду из гипоосмотической среды. Правда, ток воды через комариный аквпорин можно было остановить раствором хлорида ртути (HgCl₂). Лягушачий белок качал воду в независимости от наличия аквапариновой «отравы».

Убедившись, что комариный белок обладает сверхспособностями, экспериментаторы приступили к исследованиям in vivo. Они считали количество «дырок», которые появлялись в организме комаров на разных этапах развития и под воздействием стрессирующих факторов окружающей среды. Оказалось, что организме самок-кровопийц аквапорина по сравнению с самцами-вегетарианцами в два-четыре раза больше. Белковые «баранки» есть везде, но больше всего их в кишечнике, половой и выделительной системе. Важно и то, что количество аквапорина резко увеличивается сразу после приема скоромной пищи. То есть, в организме срабатывает механизм, который держит пообедавшую самку налету. Более того, количество аквапорина зависит от относительной влажности: при увеличении влажности с 42% до 80% количество аквапорина увеличивается в 2,5 раза. То есть, комары управляют водными потоками и защищаются от иссушающей жары. Этот вывод подтвердили и результаты эксперимента, в котором были смоделированы условия иссушающей жары: комары с избытком аквапорина «вспотели» и издохли от обезвоживания.

«Полученные результаты объясняют сверхживучесть Anopheles gambiae в засушливых районах», — резюмируют авторы статьи Aquaporin water channel AgAQP1 in the malaria vector mosquito Anopheles gambiae during blood feeding and humidity adaptation. Правда, белок оказался настолько интересным и необычным, что, вероятно, биотехнологи найдут и другое применение этому протеину.

Источник: Infox.ru