Оказалось, что яйца комара вида Aedes aegypti, известного как переносчик вируса Зика, обладают уникальной способностью переносить длительные периоды высыхания, или десикации.
Эта замечательная адаптация обусловлена метаболическими изменениями, которые изменяют способность яиц выживать без воды. Результаты этого исследования, проведенного учеными Института науки о стволовых клетках и регенеративной медицины в Бенгалуру (Индия) и Индийского технологического института в Манди (Индия), позволяют предложить новые стратегии борьбы с распространением этого комара и болезней, которые он переносит.
Высыхание, или потеря воды, является потенциально фатальным событием для большинства организмов. Клетки состоят преимущественно из воды, а структура белков и других клеточных молекул зависит от достаточного увлажнения. Если некоторые микроорганизмы выработали механизмы, позволяющие им выживать при высыхании, то лишь некоторые животные обладают такой способностью. Одним из таких видов является комар Aedes aegypti, распространенный в теплых и влажных регионах по всему миру. Этот комар является переносчиком различных вирусных заболеваний, включая лихорадку Зика, денге, желтую лихорадку и чикунгунью.
Исследователи обнаружили, что яйца Aedes должны созревать не менее 15 часов, чтобы выдержать высыхание. Яйца, высушенные до этой стадии, после регидратации не вылуплялись. Сравнивая протеомы жизнеспособных яиц, подвергшихся и не подвергшихся десикации, исследователи выявили значительные изменения в метаболических путях в яйцах, подвергшихся десикации. Эти изменения включали в себя увеличение количества ферментов, участвующих в липидном обмене, и уменьшение количества ферментов, связанных с гликолизом и производством АТФ. В целом уровень метаболизма был снижен, в то время как уровень некоторых аминокислот, таких как аргинин и глутамин, увеличился. Кроме того, повысился уровень ферментов, защищающих от окислительного стресса, являющегося следствием обезвоживания.
Исследователи обнаружили, что в яйцах накапливаются полиамины - молекулы, образующиеся при соединении молекул аргинина. Известно, что полиамины защищают нуклеиновые кислоты, белки и мембраны от различных повреждений. Чтобы проверить, насколько важны полиамины для устойчивости к высыханию, исследователи кормили самок комаров ингибитором синтеза полиаминов. Яйца, отложенные этими комарами, оказались значительно менее устойчивыми к высыханию по сравнению с яйцами самок, не получавших такого препарата. Другой ингибитор, на этот раз направленный на метаболизм жирных кислот, также снижал жизнеспособность яиц после высыхания. Более того, исследователи продемонстрировали, что этот ингибитор жирных кислот снижает синтез полиаминов, предполагая, что увеличение распада жирных кислот обеспечивает энергию, необходимую для производства защитных полиаминов.
Понимание механизмов, с помощью которых яйца Aedes выживают после высыхания, открывает новые возможности для борьбы с распространением заболеваний, переносимых этим видом комаров. Нацелившись на метаболические пути и процессы, связанные с устойчивостью к высыханию, ученые, возможно, смогут разработать стратегии, нарушающие выживание яиц Aedes. Это потенциально может помочь сократить популяцию комаров и предотвратить передачу таких заболеваний, как зика, денге, желтая лихорадка и чикунгунья.
