Как яйца комаров-переносчиков Зика переживают высыхание

Согласно новому исследованию, опубликованному 24 октября в журнале открытого доступа, яйца комара, переносчика вируса Зика, могут переносить длительное высыхание, изменяя свой метаболизм. ПЛОС Биология Анджана Прасад, Сунил Лаксман и коллеги из Института науки о стволовых клетках и регенеративной медицины в Бангалоре, Индия, и Индийского технологического института в Манди, Индия. Это открытие предлагает новые способы борьбы с распространением этого комара.

Клетки состоят в основном из воды, и высыхание является потенциально фатальным событием для любого организма, поскольку структуры многих белков и других клеточных молекул зависят от адекватной гидратации. Хотя многие виды микробов выработали механизмы выживания при высыхании, лишь немногие животные это сделали. Среди них комар Aedes aegypti, переносчик различных вирусных заболеваний, в том числе Зика, денге, желтой лихорадки и чикунгуньи. Первоначально обнаруженный в Северной Африке, Ae. aegypti распространился по всему миру и в настоящее время представляет угрозу в теплых и влажных регионах по всему миру.

Для вылупления личинок яйцам Aedes требуется от 48 до 72 часов, и авторы впервые показали, что яйца должны быть не моложе 15 часов, чтобы выжить при высыхании; яйца, высушенные до этого этапа, не вылупились при регидратации.

Затем они сравнили протеомы жизнеспособных яиц, которые были и не были высушены, и обнаружили множество серьезных изменений в метаболические пути внутри высушенных яиц. К ним относятся увеличение уровней тех ферментов в цикле трикарбоновых кислот (Кребса), которые способствуют липидный обмени снижение активности ферментов гликолиза и АТФ-продуцирующей части цикла ТСА, которые вместе шунтируют клеточные обмен веществ к производству и использованию жирных кислот.

В целом уровень метаболизма был снижен, а уровни аминокислот аргинина и глутамина повышены. Кроме того, было увеличено количество ферментов, которые уменьшают разрушительное воздействие окислительного стресса, известного последствия обезвоживания.

Соединяясь вместе, молекулы аргинина образуют полиамины, которые, как известно, помогают защитить нуклеиновые кислотыбелки и мембраны от различных повреждений. Здесь авторы показали, что яйца накапливают полиамины, что позволяет предположить, что они могут быть ключевым аспектом устойчивости к высыханию.

Чтобы проверить это, они кормили самок комаров, откладывающих яйца, ингибитором синтеза полиаминов. Яйца, которые они отложили, были значительно менее устойчивы к высыханию, чем яйца необработанных самок. Второй ингибитор, на этот раз метаболизм жирных кислоттакже снижается жизнеспособность яиц после высыхания. Наконец, они показали, что этот ингибитор жирных кислот снижает синтез полиаминов, указывая на то, что одной из ролей увеличения распада жирных кислот является обеспечение энергией, необходимой для производства защитных полиаминов.

«Учитывая важность Ae. aegypti как основного переносчика многочисленных вирусных заболеваний, от которых страдает почти половина населения мира, а также быстрое географическое распространение этого комара-переносчика, эти результаты создают основу для снижения выживаемости яиц Aedes и глобального распространения. Кроме того, некоторые из описанных здесь специфических ингибиторов, которые снижают устойчивость яиц Ae. aegypti к высыханию, а также новые ингибиторы, влияющие на другие этапы пути толерантности к высыханию яиц, могут оказаться полезными в качестве средств борьбы с переносчиками», — сказал Лаксман.

Лаксман добавляет: «Яйца комаров Aedes могут сохраняться неопределенно долго после полного высыхания и из них вылупляются жизнеспособные личинки. Эмбрионы меняют свой метаболизм после высыхания, чтобы защитить себя от высыхания, и оживают после того, как вода снова становится доступной».