Muggen met veranderde geur Gen Lose voorkeur voor mensen

Door één gen te veranderen, hebben wetenschappers een mug gefokt die niet de geur van mensen opzoekt in plaats van andere dieren. Het team achter een van de eerste succesvolle pogingen om muggen genetisch te manipuleren, is van mening dat hun werk niet alleen laat zien wat kan worden gedaan met de nieuwste genetische technieken, maar ons ook helpt de aantrekkingskracht van het insect op mensen beter te begrijpen en dus hoe het te blokkeren.
Hoofdonderzoeker Leslie Vosshall, een onderzoeker van Howard Hughes Medical Institute (HHMI) aan de Rockefeller University in New York, zegt in een verklaring:
"Het is nu tijd om genetica te doen in deze belangrijke ziekte-vectorinsecten.Ik denk dat ons nieuwe werk een geweldig voorbeeld is dat je het kunt doen."
"Door een enkel gen te verstoren, kunnen we de mug fundamenteel verwarren met zijn taak om mensen te zoeken," voegt ze eraan toe.
Vosshall en collega's schrijven over hun werk in een krant die online is gepubliceerd in Natuur op 29 mei.
Hun rapport volgt op een andere studie die onlangs is gepubliceerd in PLOS ONE, waar onderzoekers van de London School of Hygiene & Tropical Medicine in het VK beschrijven hoe malaria-dragende muggen sterker worden aangetrokken door de geur van mensen.

Uitgangspunt was een gen in vliegen

Nadat wetenschappers in 2007 hadden aangekondigd dat ze het volledige genoom van Aedes aegypti, de mug die dengue en gele koorts vervoert, Vosshall heeft de focus van haar laboratorium opgeschoven Drosophila vliegt naar muggen en begint aan het proberen hun genen te veranderen.
Van het werken met genetisch gemanipuleerde vliegen, zij en haar team wisten al van een gen genaamd orco dat belangrijk was voor de reukzin van de vlieg. Dus, zoals Vosshall uitlegt, begonnen ze aan dit gen te werken in muggen:
"... we wisten dat muggen in hun omgeving ruiken, dus het was een goede gok dat er iets zou interageren met orco in muggen."

Genetische manipulatiehulpmiddelen

Om het orco-gen in te muteren Aedes aegypti, het team gebruikte "zinc-finger nucleases" (ZFN's), krachtige gereedschappen die kunnen worden ontworpen om specifieke sequenties van genomisch DNA te richten en te splitsen.
Ten eerste injecteerden ze ZFN's in muggenembryo's en toen deze gerijpt waren, zochten ze gemuteerde individuen op en gebruikten ze om mutante stammen te genereren, zodat ze het gedrag van het orco-gen in muggen konden bestuderen.
Ze ontdekten dat hersencellen gekoppeld aan waarnemingsgeuren waren niet zo actief in de genetisch gemanipuleerde muggen. Maar ze vonden ook een aantal andere interessante veranderingen.

Minder voorkeur voor menselijke geur

Normaal, wanneer gepresenteerd met een keuze tussen mensen en andere dieren, niet-mutant Aedes aegypti muggen vliegen naar mensen, aangetrokken door hun geur.

Maar toen Vosshall en collega's hun mutante muggen een keuze gaven tussen menselijke geur en die van cavia's, toonde geen voorkeur voor mensen. Dit was het geval zelfs in de aanwezigheid van koolstofdioxide, wat de aantrekkingskracht van mug op de mens zou moeten vergroten.
Het lijkt erop dat het veranderen van een enkel gen, het orco-gen, het vermogen van de mug om menselijke prooien te zoeken verstoort.
Dit experiment heeft echter niet precies aangetoond hoe de gemuteerde mug de voorkeur voor menselijke geur verloor.
Heeft bijvoorbeeld het gemuteerde insect zijn vermogen verloren, detecteert dat de geur van cavia's niet de voorkeur heeft, of is het de mogelijkheid verloren om te discrimineren dat de menselijke geur degene is om voor te gaan? Of veroorzaakte het veranderde gen beide veranderingen?

Reactie op DEET

In een tweede deel van hun studie ontdekten Vosshall en zijn collega's dat de muggen met orco-mutaties aangetrokken werden tot de menselijke huid, zelfs als het werd beschermd door het gewone insectenwerende middel DEET.
Ze stelden ze bloot aan twee menselijke armen: de ene slathered in een oplossing van 10% DEET en de andere onbehandeld. De insecten vlogen gelijk naar beide armen, en toonden daardoor aan dat ze het DEET niet konden ruiken.
Toen de mutante muggen eenmaal op de armen waren gevallen, vlogen ze echter snel weg van degene die in de DEET-oplossing slathered was.

Twee verschillende geursensoren geïdentificeerd

Het team concludeerde dat hun experimenten met DEET op menselijke armen het muggen gebruiken twee afzonderlijke mechanismen om DEET te detecteren.
"De ene is wat er in de lucht gebeurt en de andere komt pas in actie wanneer de mug de huid raakt", legt Vosshall uit.
Er is sprake van een duaal mechanisme, maar dit is het eerste experiment om het te laten zien.
Het team van Vosshall wil nu onderzoeken hoe het orco-eiwit interageert met de geurreceptoren van de mug om zijn reukvermogen te bepalen.
"We willen weten wat het is met deze muggen waardoor ze zo gespecialiseerd zijn voor mensen," zegt ze.
"En als we ook inzicht kunnen bieden in de manier waarop bestaande insectenwerende middelen werken, dan kunnen we beginnen met ideeën te hebben over hoe een afstotende stof van de volgende generatie eruit zou kunnen zien," voegt ze eraan toe.
In een recent gepubliceerd onderzoek suggereren Amerikaanse onderzoekers dat het mogelijk kan zijn om een ??bacterie te gebruiken die voorkomt dat malariaparasieten zich ontwikkelen in muggen.
Geschreven door Catharine Paddock PhD