Genom kolejnego komara
Paweł Szablewski | 2007-06-12
Aedes aegypti to drugi gatunek komara, którego genom zsekwencjinowano. Ponad dwa lata temu sztuki tej dokonano dla Anopheles gambiae, gatunku komara roznoszącego malarię. A. aegypti jest posądzany o roznoszenie innych śmiertelnych chorób, wirusa żółtej febry i gorączki Dengi.
Malaria jest drugą po gruźlicy, pod względem liczby śmiertelnych ofiar chorobą na świecie. Rocznie zapada na nią około 500 milionów ludzi z czego 3 miliony umiera. Żółta febra występuje w wszystkich krajach o gorącym klimacie i rocznie zabija około 30 tysięcy ludzi, a wirus Dengi jest dodatkowo sprawcą około 25 tysięcy ofiar. Oba gatunki komarów nie są jedynymi roznosicielami tych chorób ale głównymi sprawcami przenoszenia ich na ludzi.
Chociaż oba komary wyglądają bardzo podobnie, to znacznie różnią się genetycznie. Ich drogi ewolucyjne rozstały się 150 mln lat temu. Jeszcze większa rozpiętość czasowa dzieli je z pierwszym zsekwencjionowanym owadem (dokonano tego w 1999r.) muszką owocową (Drosophila melanogaster) około 250 mln lat. Dla porównania człowieka od szympansa dzieli około 5-7 mln lat. Tak znaczna odległość czasowa między komarami powoduje równie znaczne różnice w budowie genomu. Chociaż oba komary mają podobną liczbę chromosomów, to genom A. aegypti składa się z 1.38 miliarda par zasad i jest 5 razy większa niż u A. gambiae.
Po poznaniu genomu A. gambiae przystąpiono do poszukiwania genów, które mogłyby się przydać do powstrzymania roznoszenia malarii. Jednym z pomysłów nad, którym pracę prowadzi Flaminia Catteruccia z Imperial College London, jest wyhodowanie populacji genetycznie bezpłodnych samców komara. W innych badaniach prowadzone przez Liangbiao Zheng z Yale University w New Haven, (USA,Connecticut), poszukuje się zależności pomiędzy komarami, a roznoszonym przez niego pasożytem zarodźca malarii. Naukowcom udało się znaleźć geny regulujące odpowiedź na infekcje. Duże nadzieje wiąże się między innymi z genem SPRN6, który pomaga owadom unikać chorowania na malarię, mimo, że przenoszą wywołującą je pasożyty.
Główne prace nad A. eagypti, kierowane przez Vishvanath Nene, Ph.D. z J. Craig Venter Institute prowadziło pięć laboratoriów z Stanów Zjednoczonych, Hiszpanii i Francji. Z genomu komara wyodrębniono 15 i pół tysiąc fragmentów kodujących białka. Większość genomu stanowią jednak części nie kodujące. Najliczniej występują transpozony, (fragmenty DNA potrafiące przemieszczać się i wbudowywać w różnych miejscach chromosomu) ich liczbę szacuje się na 1000 elementów. Stanowią około 50% genomu, niektóre z nich występują w ponad 50 000 tysiącach kopii. Oprócz odczytania DNA chromosomowego zsekwencjonowano znaczną ilość mRNA, znajdującego się w różnych tkankach. Jeden z pomysłów zakład wykorzystanie transpozonów jako narzędzi do badania zależności między komarami a patogenami lub jako nośników genów dających insektom odporność na wirusa.
Następnym gatunkiem komara szykującym się do odczytania całego genomu jest Culex pipiens, odpowiedzialny za roznoszenie wirusa Zachodniego Nilu.
Na świecie występuje około 3.5 tysiąca gatunków komarów, zaklasyfikowanych do trzech oddzielnych podrodzin. Wszystkie wymienione tu gatunki zamieszkują klimat gorący. W Europie najczęściej pojawia się C. pipiens, który podczas ostatnich gorących lat zapędził się, aż na Wyspy Brytyjskie.
Źródła:
- nature.com, Mosquito genome leaves researchers itching for more, 17 May 2007,
- eurekalert.org, Genome of yellow fever/dengue fever mosquito sequenced, 17 May 2007,
- Neil F. Lobo, Analysis of 14 BAC sequences from the Aedes aegypti genome: a benchmark for genome annotation and assembly, Genome Biology 2007, 8:R88