1

Сиквенирование вампира

НЬЮ-ХЕЙВЕН – Африканский трипаносомоз человека (АТЧ) – также известный как сонная болезнь – с давних пор терзает сельское население в районах Африки южнее Сахары. Будучи паразитарной инфекцией, она без надлежащего лечения зачастую приводит к смерти. И ее лечение является сложным и требует высококвалифицированного медицинского персонала, который трудно найти в пострадавших районах. Паразиты, переносящие инфекцию – Trypanosoma brucei gambiense в центральной и западной Африке и T. b. rhodesiense в восточной Африке – передаются через укус инфицированной мухи цеце (Glossina morsitans morsitan).

В начале ХХ века эпидемии АТЧ привели к сокращению населения во многих частях Африки. Хотя систематические обследования и лечение миллионов людей резко сократили передачу заболевания в 1930-х, ослабление этих усилий позволило АТЧ вновь разбушеваться в 1950-х и 1960-х годах, достигнув уровня эпидемии в начале 1990-х. Кампания, проводимая Всемирной организацией здравоохранения в конце концов позволила взять болезнь под контроль к 2008 году, снизив уровень заразившихся всего до 10 000 человек в год. Однако миллионы людей остаются в опасности.

Aleppo

A World Besieged

From Aleppo and North Korea to the European Commission and the Federal Reserve, the global order’s fracture points continue to deepen. Nina Khrushcheva, Stephen Roach, Nasser Saidi, and others assess the most important risks.

Очевидно, что мухи цеце представляют серьезную опасность в тех областях, которые обладают значительно меньшими средствами и возможностью доступа к лечению. И угроза распространяется не только на человека. Африканский трипаносомоз животных или болезнь «нагана» (что на языке зулу означает «быть в депрессии») вызывают паразиты Trypanosoma congolense, T. vivax и T. brucei – каждый из которых переносится мухой цеце.

Нагана также заканчивается летальным исходом без надлежащего лечения, что приводит к значительным потерям поголовья животных. Только в производстве крупного рогатого скота экономические потери, согласно оценкам, составляют 1-1,2 миллиарда долларов в год, а общий объем потерь в сельском хозяйстве достигает 4,75 миллиардов долларов. Более того, нагана ограничивает границы разведения крупного рогатого скота в Африке в пределах десяти миллионов квадратных километров.

Учитывая отсутствие эффективных вакцин и недорогих и легкодоступных лекарств, снижение популяций мухи цеце является наиболее эффективным методом предупреждения подобных заболеваний. Этого можно добиться с помощью ловушек и приманок (пропитанных инсектицидом экранов), привлекающих мух к устройству, которое собирает и/или убивает их.

Однако можно многое сделать для повышения эффективности подобных методов, будь то за счет улучшения самих устройств или же путем реализации программ контроля для различных экологических условий. В любом случае лучшее понимание биологии мухи цеце имеет неоценимое значение.

Недавно завершенное сиквенирование геномаGlossina morsitans morsitans дало несколько подсказок, которые могли бы трансформировать исследования мух цеце и практику по борьбе с болезнями. В первую очередь исследователи искали подсказки того, как мухи цеце, которые питаются исключительно кровью позвоночных, идентифицируют свою жертву.

Чтобы разобраться в этом, исследователи проанализировали гены более 12 300 белков, чтобы понять такие важные процессы, как обоняние, вкус и зрение. Они обнаружили, что мухи цеце имеют меньше генов для рецепторов обоняния и вкуса и больше генов для обнаружения углекислого газа – ключа, который помогает им найти жертву.

Исследователи также преследовали более глубокое понимание генов, вовлеченных в цветовое зондирование, чтобы определить, какие оттенки синего – цвета, который, как уже давно известно, привлекает мух цеце – будут лучше подходить для создания ловушек. Будущие исследования молекулярных аспектов обоняния и зрения могут помочь развитию более эффективных механизмов заманивания мух в ловушки или репеллентов, которые можно будет применять на животных для защиты от укусов мух цеце.

Точно так же, знание симбиоза и воспроизводства мухи цеце могут быть использованы для разработки новых методов контроля над их популяциями. Например, хотя мухи цеце не могут синтезировать необходимые витамины, они являются носителями различных симбиотических бактерий, которые делают это за них.

Особенно интересен необычный режим воспроизводства мух цеце: они вынашивают свое потомство. Самка поддерживает развитие одного эмбриона, который становится личинкой и растет в матке матери, питаясь молоком, которое выделяется специализированными железами. Самка рожает абсолютно взрослую личинку, которая окукливается и остается спать в земле до тех пор, пока не вылупится взрослой мухой.

Исследования генома выявили молекулярную основу этого признака – новые белки, произведенные в молочной железе. Исследования экспрессии генов показали, что во время беременности самки 40%-ное увеличение генной активности в ее молочной железе составляет почти половину ее генной активности во время беременности. Другими словами, период лактации имеет решающее значение для выживания цеце.

Исследователи также обнаружили, что один фактор транскрипции, ladybird late, регулирует синтез всех белков молока; без него мухи теряют плодовитость. Было высказано предположение, что химические ингибиторы этого фактора могут лишить мух способности рожать, тем самым снижая популяцию мух цеце.

Support Project Syndicate’s mission

Project Syndicate needs your help to provide readers everywhere equal access to the ideas and debates shaping their lives.

Learn more

Однако это не единственная особенность мух цеце. В отличие от многих других животных, самки цеце могут оставаться плодовитыми на протяжении всей своей жизни. Исследования выявили сильные антиоксидантные реакции, происходящие между циклами беременности, которые помогают самкам избегать повреждений от окислительного стресса. Обнаружение способа предотвращения этих антиоксидантных реакций может помочь подорвать работу репродуктивной системы самок.

Обладание генетическим планом мухи цеце является важным первым шагом на пути к разработке механизмов по уменьшению их популяций. Люди в сельских районах Африки крайне нуждаются в таком прогрессе.