Чувствительный белок на ногах и усиках защитил малярийных комаров от инсектицида

Британские исследователи обнаружили новый механизм защиты малярийных комаров от инсектицидов. Это белок из органов чувств, который начинает активно производиться в ногах и усиках под действием яда и связывает его молекулу, обезвреживая ее. Блокировки этого белка достаточно, чтобы инсектицид снова обрел свою силу, пишут ученые в журнале Nature.

За долгие годы борьбы с малярийным плазмодием самым эффективным оказалось оружие даже не против самого паразита, а против его переносчика — малярийного комара Anopheles gambiae. Пропитанные инсектицидом сетки снижают количество зараженных насекомых, поскольку уменьшают риск того, что тот или иной комар доживет до встречи с плазмодием.

Однако в последние годы в битве с малярией не заметно прогресса: только в 2017 году среди населения Африки зарегистрировано 219 миллионов случаев заражения. Судя по всему, комары постепенно приобретают устойчивость к распространенным пиретроидным инсектицидам, что снижает эффективность действия сеток. Поэтому в разных регионах Африки обычные сетки постепенно заменяют на сетки с двойным инсектицидом: стандартным пиретроидом и веществом, которое блокирует основной механизм устойчивости к нему.

Тем не менее, не все популяции комаров поддаются действию даже двойного инсектицида, что навело ученых на мысль, что возможны и другие механизмы устойчивости. Группа исследователей под руководством Хиллари Рэнсон (Hillary Ranson) из Ливерпульской школы тропической медицины проверила, какие гены экспрессируются в клетках малярийных комаров из Буркина-Фасо и Берега Слоновой Кости — областей с особенной устойчивостью к инсектицидам.

Ученые обратили внимание на то, что у этих насекомых, по сравнению с устойчивыми к инсектициду родственниками, повышена экспрессия группы белков CSP. Это маленькие белки, которые встречаются только у членистоногих и служат для транспорта гидрофобных веществ внутри органов чувств. Исследователи измерили экспрессию этих белков в разных частях тела комаров и обнаружили, что их особенно много в тех областях, которыми животные контактируют с сеткой — в ногах, голове и антеннах (усиках) — до 10 раз больше, чем в других частях тела.

Затем исследователи подействовали на комаров распространенным инсектицидом и заметили, что после этого экспрессия двух белков — CSP6 и SAP2 — выросла в 10-15 раз. Причем белок SAP2 начал усиленно образовываться в ногах и антеннах — местах непосредственного контакта с инсектицидом.

Чтобы проверить, что устойчивость комарам придает именно белок SAP2, ученые заблокировали его работу в клетках насекомых с помощью РНК-интерференции. В результате комары оставались жизнеспособны и плодовиты — но только до встречи с инсектицидом. Насекомых, которые изначально были нечувствительны к яду, блокада SAP2 тут же превратила в чувствительных, увеличив их смертность в присутствии инсектицида в 6-7 раз.

Исследователи внедрили ген SAP2 в клетки кишечной палочки, чтобы произвести его достаточно много, а затем проверили, с какими веществами он взаимодействует. Оказалось, что если обработать клетки бактерии инсектицидом, то SAP2 надежно его связывает. Судя по всему, такой же механизм мешает яду действовать и на комаров.

Авторы работы предложили улучшить инсектицидные сетки: в зависимости от того, какая популяция распространена в том или ином регионе, пропитывать сетки можно не только разным ядом, но и разными добавками, которые блокируют устойчивость насекомых к этим ядам.

Мы уже писали о том, что ученые пытаются победить малярию самыми разными способами, в том числе с помощью ботокса, трансгенных грибов и даже домашних бульонов. А еще мы рассказывали о том, как исследователи пробуют усовершенствовать инсектицидные сетки, становясь на точку зрения мухи це-це.

Полина Лосева