Name: Kwantificering van fitnesskosten bij transgene Aedes aegypti-muggen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-09-15T14:35:00.000+00:00
Duration: 9 min 41 s
Description: Leer hoe je fitnessparameters kwantificeert bij transgene Aedes aegypti-muggen. Deze methode meet vruchtbaarheid, vleugelgrootte en levensduur om reproductief succes te evalueren.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

De auteurs willen Drs. Bill Reid en Alexander Franz van de Universiteit van Missouri bedanken voor hun steun bij dit protocol. De auteurs willen ook Dr. Benjamin Krajacich van de NIH/NIAID bedanken voor zijn ondersteuning bij de R-analyse. Deze studie werd gefinancierd door de NIH, subsidienummer R01 AI130085 (KEO) en de NIH/NIAID-afdeling van het Intramurale Onderzoeksprogramma AI001246 (EC).

<ol><li>Dawkins, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDawkins%2C+R+%22The+Selfish+Gene.+New+edition%22">The Selfish Gene. New edition</a>. , University Press. Oxford, New York. Oxford. (1989).</li>
<li>Crow, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unmasking+a+Cheating+Gene%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Unmasking a Cheating Gene.</a> Science. 283 (5408), 1651-1652 (1999).</li>
<li>Gould, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Broadening+the+application+of+evolutionarily+based+genetic+pest+management%5BTitle%5D)+AND+%22Evolution%22%5BJournal%5D)">Broadening the application of evolutionarily based genetic pest management.</a> Evolution. 62 (2), 500-510 (2008).</li>
<li>Williams, A. E., Franz, A. W. E., Reid, W. R., Olson, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antiviral+effectors+and+gene+drive+strategies+for+mosquito+population+suppression+or+replacement+to+mitigate+arbovirus+transmission+by+Aedes+aegypti%5BTitle%5D)+AND+%22Insects%22%5BJournal%5D)">Antiviral effectors and gene drive strategies for mosquito population suppression or replacement to mitigate arbovirus transmission by Aedes aegypti.</a> Insects. 11 (1), (2020).</li>
<li>Irvin, N., Hoddle, M. S., O'Brochta, D. A., Carey, B., Atkinson, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+fitness+costs+for+transgenic+Aedes+aegypti+expressing+the+GFP+marker+and+transposase+genes%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Assessing fitness costs for transgenic Aedes aegypti expressing the GFP marker and transposase genes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 101 (3), 891-896 (2004).</li>
<li>Moreira, L. A., Wang, J., Collins, F. H., Jacobs-Lorena, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fitness+of+anopheline+mosquitoes+expressing+transgenes+that+inhibit+Plasmodium+development%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">Fitness of anopheline mosquitoes expressing transgenes that inhibit Plasmodium development.</a> Genetics. 166 (3), 1337-1341 (2004).</li>
<li>Dilani, P. V. D., Dassanayake, R. S., Tyagi, B. K., Silva Gunawardene,, N, Y. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+transgenesis+on+mosquito+fitness%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Insect+Science%22%5BJournal%5D)">The impact of transgenesis on mosquito fitness: A review.</a> Frontiers in Insect Science. 38, (2022).</li>
<li>Hammond, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+creation+and+selection+of+mutations+resistant+to+a+gene+drive+over+multiple+generations+in+the+malaria+mosquito%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+Genetics%22%5BJournal%5D)">The creation and selection of mutations resistant to a gene drive over multiple generations in the malaria mosquito.</a> PLOS Genetics. 13 (10), (2017).</li>
<li>Reid, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+single-locus+CRISPR%2FCas9-based+gene+drive+variants+in+the+mosquito+Aedes+aegypti+via+single-generation+crosses+and+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Assessing single-locus CRISPR/Cas9-based gene drive variants in the mosquito Aedes aegypti via single-generation crosses and modeling.</a> 3 (12), (2022).</li>
<li>Wu, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MGDrivE+2%3A+A+simulation+framework+for+gene+drive+systems+incorporating+seasonality+and+epidemiological+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+Computational+Biology%22%5BJournal%5D)">MGDrivE 2: A simulation framework for gene drive systems incorporating seasonality and epidemiological dynamics.</a> PLOS Computational Biology. 17 (5), (2021).</li>
<li>Oberhofer, G., Ivy, T., Hay, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene+drive+and+resilience+through+renewal+with+next+generation+Cleave+and+Rescue+selfish+genetic+elements%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Gene drive and resilience through renewal with next generation Cleave and Rescue selfish genetic elements.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (16), 9013-9021 (2020).</li>
<li>Adolfi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+population+modification+gene-drive+rescue+system+in+the+malaria+mosquito+Anopheles+stephensi%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Efficient population modification gene-drive rescue system in the malaria mosquito Anopheles stephensi.</a> Nature Communications. 11 (1), 5553(2020).</li>
<li>Carballar-Lejarazu, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Next-generation+gene+drive+for+population+modification+of+the+malaria+vector+mosquito%2C+Anopheles+gambiae%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Next-generation gene drive for population modification of the malaria vector mosquito, Anopheles gambiae.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (37), 22805-22814 (2020).</li>
<li>Champer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+CRISPR+homing+gene+drive+targeting+a+haplolethal+gene+removes+resistance+alleles+and+successfully+spreads+through+a+cage+population%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">A CRISPR homing gene drive targeting a haplolethal gene removes resistance alleles and successfully spreads through a cage population.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (39), 24377-24383 (2020).</li>
<li>Champer, S. E. 15, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computational+and+experimental+performance+of+CRISPR+homing+gene+drive+strategies+with+multiplexed+gRNAs%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Advances%22%5BJournal%5D)">Computational and experimental performance of CRISPR homing gene drive strategies with multiplexed gRNAs.</a> Science Advances. 6 (10), (2020).</li>
<li>Li, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+confinable+gene+drive+system+in+the+human+disease+vector+Aedes+aegypti.+eLife%5BTitle%5D)+AND+%229%22%5BJournal%5D)">Development of a confinable gene drive system in the human disease vector Aedes aegypti. eLife.</a> 9. 51701, (2020).</li>
<li>Champer, S. E., Kim, I. K., Clark, A. G., Messer, P. W., Champer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anopheles+homing+suppression+drive+candidates+exhibit+unexpected+performance+differences+in+simulations+with+spatial+structure%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Anopheles homing suppression drive candidates exhibit unexpected performance differences in simulations with spatial structure.</a> eLife. 11, 79121(2022).</li>
<li>Petersen, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+correlation+between+wing+size+and+body+weight+in+captive+Culex+quinquefasciatus%5BTitle%5D)+AND+%22Revista+da+Sociedade+Brasileira+de+Medicina+Tropical%22%5BJournal%5D)">Assessment of the correlation between wing size and body weight in captive Culex quinquefasciatus.</a> Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical. 49 (4), 508-511 (2016).</li>
<li>Yeap, H. L., Hoffmann, A. A., Endersby, N. M., Ritchie, S. A., Johnson, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Body+size+and+wing+shape+measurements+as+quality+indicators+of+Aedes+aegypti+mosquitoes+destined+for+field+release%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Tropical+Medicine+and+Hygiene%22%5BJournal%5D)">Body size and wing shape measurements as quality indicators of Aedes aegypti mosquitoes destined for field release.</a> The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. 89 (1), 78-92 (2013).</li>
<li>Fecundity Briegel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((metabolism%2C+and+body+size+in+Anopheles+%28Diptera%3A+Culicidae%29%2C+vectors+of+malaria%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medical+Entomology%22%5BJournal%5D)">metabolism, and body size in Anopheles (Diptera: Culicidae), vectors of malaria.</a> Journal of Medical Entomology. 27 (5), 839-850 (1990).</li>
<li>Hurd, H., Hogg, J. C., Renshaw, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactions+between+bloodfeeding%2C+fecundity+and+infection+in+mosquitoes%5BTitle%5D)+AND+%22Parasitology+Today%22%5BJournal%5D)">Interactions between bloodfeeding, fecundity and infection in mosquitoes.</a> Parasitology Today. 11 (11), 411-416 (1995).</li>
<li>Kistler, K. E., Vosshall, L. B., Matthews, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genome+engineering+with+CRISPR-Cas9+in+the+mosquito+Aedes+aegypti%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Genome engineering with CRISPR-Cas9 in the mosquito Aedes aegypti.</a> Cell Reports. 11 (1), 51-60 (2015).</li>
<li>Coates, C. J., Jasinskiene, N., Miyashiro, L., James, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mariner+transposition+and+transformation+of+the+yellow+fever+mosquito%2C+Aedes+aegypti%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Mariner transposition and transformation of the yellow fever mosquito, Aedes aegypti.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 95 (7), 3748-3751 (1998).</li>
<li>Carvalho, D. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+production+of+genetically+modified+Aedes+aegypti+for+field+releases+in+Brazil%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Mass production of genetically modified Aedes aegypti for field releases in Brazil.</a> Journal of Visualized Experiments. 83 (83), (2014).</li>
<li>Clemons, A., Mori, A., Haugen, M., Severson, D. W., Duman-Scheel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Culturing+and+egg+collection+of+Aedes+aegypti%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+Protocols%22%5BJournal%5D)">Culturing and egg collection of Aedes aegypti.</a> Cold Spring Harbor Protocols. (10), (2010).</li>
<li>Rohlf, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TpsDig+%282.32%29+%5BComputer+software%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">TpsDig (2.32) [Computer software.</a> , (2018).</li>
<li>Rohlf, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TpsUtil+%281.79%29+%5BComputer+software%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">TpsUtil (1.79) [Computer software.</a> , (2018).</li>
<li>Zelditch, M. L., Swiderski, D. L., Sheets, H. D., Fink, W. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZelditch%2C+ML+%22Geometric+Morphometrics+for+Biologists%22">Geometric Morphometrics for Biologists</a>. , Elsevier Academic Press. New York, NY. (2017).</li>
<li>Size Klingenberg, C. P., shape, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((and+form%3A+concepts+of+allometry+in+geometric+morphometrics%5BTitle%5D)+AND+%22Development+Genes+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">and form: concepts of allometry in geometric morphometrics.</a> Development Genes and Evolution. 226 (3), 113-137 (2016).</li>
<li>Axford, J. K., Ross, P. A., Yeap, H. L., Callahan, A. G., Hoffmann, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fitness+of+wAlbB+Wolbachia+infection+in+Aedes+aegypti%3A+Parameter+estimates+in+an+outcrossed+background+and+potential+for+population+invasion%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Tropical+Medicine+and+Hygiene%22%5BJournal%5D)">Fitness of wAlbB Wolbachia infection in Aedes aegypti: Parameter estimates in an outcrossed background and potential for population invasion.</a> American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. 94 (3), 507-516 (2016).</li>
<li>Ross, P. A., Hoffmann, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fitness+costs+of+Wolbachia+shift+in+locally-adapted+Aedes+aegypti+mosquitoes%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Fitness costs of Wolbachia shift in locally-adapted Aedes aegypti mosquitoes.</a> Environmental Microbiology. 24 (12), 5749-5759 (2022).</li>
<li>Rigby, L. M., Johnson, B. J., Peatey, C. L., Beebe, N. W., Devine, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+sublethal+permethrin+exposure+on+susceptible+and+resistant+genotypes+of+the+urban+disease+vector+Aedes+aegypti%5BTitle%5D)+AND+%22Pest+Management+Science%22%5BJournal%5D)">The impact of sublethal permethrin exposure on susceptible and resistant genotypes of the urban disease vector Aedes aegypti.</a> Pest Management Science. 77 (7), 3450-3457 (2021).</li>
<li>Smith, L. B., Silva, J. J., Chen, C., Harrington, L. C., Scott, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fitness+costs+of+individual+and+combined+pyrethroid+resistance+mechanisms%2C+kdr+and+CYP-mediated+detoxification%2C+in+Aedes+aegypti%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Neglected+Tropical+Diseases%22%5BJournal%5D)">Fitness costs of individual and combined pyrethroid resistance mechanisms, kdr and CYP-mediated detoxification, in Aedes aegypti.</a> PLoS Neglected Tropical Diseases. 15 (3), 0009271(2021).</li>
<li>Chaves, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vertical+transmission+of+Zika+virus+%28Flaviviridae%2C+Flavivirus%29+in+Amazonian+Aedes+aegypti+%28Diptera%3A+Culicidae%29+delays+egg+hatching+and+larval+development+of+progeny%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medical+Entomology%22%5BJournal%5D)">Vertical transmission of Zika virus (Flaviviridae, Flavivirus) in Amazonian Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) delays egg hatching and larval development of progeny.</a> Journal of Medical Entomology. 56 (6), 1739-1744 (2019).</li>
<li>Kuno, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+history+of+laboratory+breeding+of+Aedes+aegypti+%28Diptera%3A+Culicidae%29+focusing+on+the+origins+and+use+of+selected+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medical+Entomology%22%5BJournal%5D)">Early history of laboratory breeding of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) focusing on the origins and use of selected strains.</a> Journal of Medical Entomology. 47 (6), 957-971 (2010).</li>
<li>David, M., Garcia, G., Valle, D., Maciel-de-Freitas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insecticide+resistance+and+fitness%3A+the+case+of+four+Aedes+aegypti+populations+from+different+Brazilian+regions%5BTitle%5D)+AND+%22BioMed+Research+International%22%5BJournal%5D)">Insecticide resistance and fitness: the case of four Aedes aegypti populations from different Brazilian regions.</a> BioMed Research International. , (2018).</li>
<li>Wendell, M. D., Wilson, T. G., Higgs, S., Black, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+and+gamma-ray+mutagenesis+of+the+white+gene+in+Aedes+aegypti%5BTitle%5D)+AND+%22Insect+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Chemical and gamma-ray mutagenesis of the white gene in Aedes aegypti.</a> Insect Molecular Biology. 9 (2), 119-125 (2000).</li>
<li>Koenraadt, C. J., Kormaksson, M., Harrington, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+inbreeding+and+genetic+modification+on+Aedes+aegypti+larval+competition+and+adult+energy+reserves%5BTitle%5D)+AND+%22Parasites+and+Vectors%22%5BJournal%5D)">Effects of inbreeding and genetic modification on Aedes aegypti larval competition and adult energy reserves.</a> Parasites and Vectors. 3, (2010).</li>
<li>Rezende, G. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Embryonic+desiccation+resistance+in+Aedes+aegypti%3A+presumptive+role+of+the+chitinized+serosal+cuticle%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Embryonic desiccation resistance in Aedes aegypti: presumptive role of the chitinized serosal cuticle.</a> BMC Developmental Biology. 8, (2008).</li>
<li>Farnesi, L. C., Vargas, H. C. M., Valle, D., Rezende, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Darker+eggs+of+mosquitoes+resist+more+to+dry+conditions%3A+Melanin+enhances+serosal+cuticle+contribution+in+egg+resistance+to+desiccation+in+Aedes%2C+Anopheles+and+Culex+vectors%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Neglected+Tropical+Diseases%22%5BJournal%5D)">Darker eggs of mosquitoes resist more to dry conditions: Melanin enhances serosal cuticle contribution in egg resistance to desiccation in Aedes, Anopheles and Culex vectors.</a> PLoS Neglected Tropical Diseases. 11 (10), (2017).</li>
<li>Carvalho, D. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mosquito+pornoscopy%3A+Observation+and+interruption+of+Aedes+aegypti+copulation+to+determine+female+polyandric+event+and+mixed+progeny%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Mosquito pornoscopy: Observation and interruption of Aedes aegypti copulation to determine female polyandric event and mixed progeny.</a> PLoS ONE. 13 (3), (2018).</li>
<li>Helinski, M. E., Harrington, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Male+mating+history+and+body+size+influence+female+fecundity+and+longevity+of+the+dengue+vector+Aedes+aegypti%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medical+Entomology%22%5BJournal%5D)">Male mating history and body size influence female fecundity and longevity of the dengue vector Aedes aegypti.</a> Journal of Medical Entomology. 48 (2), 202-211 (2011).</li>
<li>Felipe Ramarez-Sanchez,, Camargo, L., Avila, C., W, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Male+sexual+history+influences+female+fertility+and+re-mating+incidence+in+the+mosquito+vector+Aedes+aegypti+%28Diptera%3A+Culicidae%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Insect+Physiology%22%5BJournal%5D)">Male sexual history influences female fertility and re-mating incidence in the mosquito vector Aedes aegypti (Diptera: Culicidae).</a> Journal of Insect Physiology. 121, 104019(2020).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Ae. aegypti-fitnessstudies worden vaak in het laboratorium uitgevoerd om fitnesskosten te beoordelen die verband houden met transgene lading (bijv. gene drive-elementen) of gen-knock-outs, zoals besproken in dit manuscript; deze onderzoeken kunnen echter voor verschillende doeleinden worden uitgevoerd, die gericht zijn op het evalueren van de gezondheid van een Ae. aegypti-groep, zoals Wolbachia-geïnfecteerde 30,31, insecticide...

Survival of the fittest is het darwinistische idee dat individuen die genen herbergen die het best zijn aangepast aan hun omgeving, die genen zullen doorgeven aanvolgende generaties. Dit betekent dat het fitness is die bepaalt of hun genen zullen overleven. Dit meer dan 150 jaar oude concept is misschien wel de belangrijkste bepalende factor voor het ontwikkelen van een succesvolle gene drive in transgene muggen. Gene drives, of het super-Mendeliaanse overervingspatroon van een egoïstisch genetisch element dat het mogelijk maakt zich door populatieste verspreiden 2, worden onderzocht voor genetische plaagbestrijding3. In de context van vectorbestrijding is deze strategie erop gericht om wildtype (WT) geleedpotigen te vervangen door geleedpotigen die resistent zijn tegen ziekteverwekkers (populatiemodificatie) of ze allemaal samen te elimineren (populatiesuppressie)4. Transgene muggen vertonen echter vaak fitnesskosten (ook wel genetische belasting genoemd) in vergelijking met hun WT-tegenhangers, wat betekent dat het transgen verloren zal gaan in populaties die hen kunnen overtreffen. Het koppelen van transgenen aan een gene drive-systeem is daarom noodzakelijk om eventuele fitnesskosten te compenseren en het transgen door de populatie te duwen op niveaus die groter zijn dan verwacht op basis van typische Mendeliaanse overerving4.
Laboratoriumstudies bij vectorsoorten muggen hebben aangetoond dat transgenen vaakfitnesskosten van 5,6,7 vertonen. Bijvoorbeeld, Irvin et al. mat verschillende levensparameters in Aedes (Ae.) aegypti die zijn ontworpen om verbeterde groene fluorescerende eiwitten (eGFP) of transposasegenen tot expressie te brengen onder Drosophila-actine 5C of synthetische 3XP3-promotors, en vergeleek deze met de wild-type Orlando-stam (dezelfde genetische achtergrond waarvan ze zijn afgeleid)5. Het meest opvallende was dat ze ontdekten dat alle transgene stammen een aanzienlijk verminderde reproductieve fitheid hadden5. Afhankelijk van het transgen vertoonden sommige Anopheles (An.) muggen die transgenen tot expressie brachten die de ontwikkeling van de Plasmodium-parasiet remden, ook fitnesskosten6. In het bijzonder legde An. stephensi die een bijengiffosfolipase (PLA2) tot expressie bracht onder constitutieve of bloedmeel-induceerbare promotors significant minder eieren in vergelijking met controles6. Die auteurs ontdekten ook dat transgene anopheles die een ander transgen tot expressie brengen, een SM1-dodecapeptidetetrameer, geen fitnesskosten vertoonden, waardoor ze concludeerden dat door transgen verleende fitnesskosten afhankelijk zijn van, althans waarschijnlijk gedeeltelijk, het effect van het geproduceerde transgene eiwit6. Fitnesskosten kunnen inderdaad worden toegeschreven aan transgene producten, positionele effecten, off-target effecten, insertionele mutagenese of inteelteffecten in in het laboratorium gekweekte stammen7. Gene drives moeten daarom robuust genoeg zijn om deze door transgen geïnduceerde fitnesskosten te compenseren en tegelijkertijd de ontwikkeling van inserties en deleties (indels) te vermijden die de drive zelf blokkeren.
Ontwikkelings- of reproductieve fitheidskosten kunnen worden gemeten in laboratorium- of kooistudies7, met de kanttekening dat onbekende factoren in het veld ook van invloed kunnen zijn. Desalniettemin zijn gecontroleerde fitnessstudies een belangrijke eerste stap bij het plannen of evalueren van genetisch gemodificeerde muggenreleases, zoals een gene drive-programma, om te bepalen of de transgene lijn in volgende generaties zal blijven bestaan. Bijvoorbeeld, Hammond et al. geëvalueerd Een op CRISPR/Cas9 gebaseerde gene drives bedoeld om de genen die nodig zijn voor vrouwelijke vruchtbaarheid te verstoren8. Door middel van kooistudies die gedurende ten minste 25 generaties werden onderhouden, ontdekten de auteurs dat de muggen gen-drive-resistente allelen opliepen die CRISPR-gerichte splitsing blokkeerden en de vrouwelijke vruchtbaarheid herstelden8. Hun modelleringsinspanningen suggereerden dat vruchtbaarheid bij vrouwen die heterozygoot waren voor de gene drive de meest dramatische effecten had op de fixatie van gene drive in gesimuleerde omstandigheden8. Langs dezelfde lijnen vertoonde Ae. aegypti (Higgs' White Eye-stam, HWE) die was ontworpen om autonome gene drive-cassettes tot expressie te brengen onder verschillende promotors of op verschillende intergene loci, verschillende snelheden van gene drive-fixatie in gesimuleerde populaties9. Met behulp van MGDrivE-modellering10, gecombineerd met gemeten snelheden van indelvorming, maternale effecten en in het laboratorium verzamelde levensparametergegevens, ontdekten de auteurs dat de fitness van muggen het sterkst van invloed was op de persistentie van de gene drive in gesimuleerde omstandigheden9. Fitnesskosten die het meest waarschijnlijk de efficiëntie van de genaandrijving aantasten, zijn toe te schrijven aan somatische Cas9 (over)expressie of aan het gen dat het doelwit is, met name bij heterozygoten, in plaats van aan de intrinsieke aandrijving zelf 11,12,13,14,15,16,17.
Gezien het belang ervan is fitness een belangrijke factor voor het vermogen van een transgene lijn om gedurende volgende generaties te blijven bestaan, en het kan worden gebruikt als een indicator voor eventuele fysiologische effecten die verband houden met een transgen. Off-target effecten kunnen bijvoorbeeld in verband worden gebracht met fitnesskosten. In dit geval wordt aanbevolen om een transgene lijn gedurende meerdere generaties terug te kruisen. Bovendien kan het overschrijden van de transgene lijn met een lijn die een afspiegeling is van een veldpopulatie ook nodig zijn om te onderzoeken hoe goed de transgene populatie in de echte wereld kan concurreren. Om fitnesskosten te kwantificeren zodat ze vergelijkbaar kunnen zijn, biedt dit manuscript eenvoudige protocollen voor het meten van gemeenschappelijke levensgeschiedeniskenmerken bij Ae. aegypti-muggen, met een bijzondere nadruk op fitnesskosten in verband met transgenen, zodat dergelijke studies gemakkelijker kunnen worden gereproduceerd. Protocollen omvatten vruchtbaarheid, vruchtbaarheid, geslachtsverhouding, levensvatbaarheid, ontwikkelingstijden, mannelijke bijdrage en levensduur van volwassenen. Het meten van de vleugellengte en het gebied werd ook gekozen als fitnessmeting, omdat het correleert met thoraxlengte18,19 en lichaamsgroottemetingen, wat direct verband houdt met bloedmeelgrootte, vruchtbaarheid en immuniteit20,21. Hoewel er veel manieren zijn om fitheid te beoordelen, zijn deze parameters gekozen omdat ze reproductief succes weerspiegelen, eenvoudig te meten zijn en vaak in de literatuur worden gerapporteerd.

<table><tbody><tr><td>1 oz. transparante plastic soufflébekers</td><td>WebstaurantStore</td><td>301100PC</td><td></td></tr><tr><td>2 oz. transparante polystyreen soufflébekers</td><td>WebstaurantStore</td><td>760P200N</td><td></td></tr><tr><td>3 mL plastic pipetten&nbsp;</td><td>Cornin</td><td>357524</td><td></td></tr><tr><td>50 mL conische buizen</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>64 oz. wit dubbel gecoat papieren voedselbeker</td><td>WebstaurantStore</td><td>999SOUP64WB</td><td>voor muggenisolatie</td></tr><tr><td>65 mm lens&nbsp;</td><td>Canon</td><td>MP-E 65mm f/2.8 1-5x Macro Foto</td><td>Canon Macro Foto MP-E 65mm, 7D-65mm-1X; zoom=1, 200, 6.3, ISO=100; voor het fotograferen van vleugels of eipapieren, hoewel andere camera's waarschijnlijk voldoende zijn</td></tr><tr><td>Aedes aegypti&nbsp;muggen</td><td>BEI</td><td>meerdere stammen als eieren beschikbaar</td><td></td></tr><tr><td>Kunstmatige membraanvoeders</td><td>https://lillieglassblowers.com/</td><td>Medium membraanvoeder, op maat gemaakt, 33mm</td><td>Chemglass biedt ook aan, maar de maten zijn verkeerd voor ons. De onze zijn ongeveer 3 cm?</td></tr><tr><td>ATP</td><td>MP Biomedical</td><td>ICN15026605</td><td>Elke goede kwaliteit ATP, 10mM filter steriele aliquots bij -20</td></tr><tr><td>Autoclaaf</td><td></td><td></td><td>voor het steriliseren van water voor het uitkomen</td></tr><tr><td>Canon EOS 7D camera&nbsp;</td><td>Canon</td><td>3814B004</td><td>voor het fotograferen van vleugels of eipapieren, hoewel andere camera's waarschijnlijk voldoende zijn</td></tr><tr><td>Gedefibrinereerd schapenbloed&nbsp;</td><td>Colorado Serum Co.</td><td>60 ml, elke 2 weken</td><td>https://colorado-serum-com.3dcartstores.com/sheep-defibrinated</td></tr><tr><td>Dual Gooseneck Microscoop Verlichter</td><td>Dolan Jenner Fiber-Lite 180</td><td>181-1 Systeem</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pincetten</td><td>Dumont</td><td>5SF</td><td></td></tr><tr><td>Gaas</td><td></td><td>omnisorb ii</td><td>4" niet-geweven sponzen</td></tr><tr><td>Glazen microscoopglas</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-544-2</td><td></td></tr><tr><td>Glazen petrischalen, 100 &times; 15 mm</td><td>VWR</td><td>75845-546</td><td>voor het anesthesiseren/manipuleren van muggen op ijs</td></tr><tr><td>Varkensdarm</td><td>Elke Delicatessen</td><td></td><td>we kopen in bulk, splitsen, wassen en bewaren in kleine aliquoten van ~4X12" bij -20 in 50 ml conische</td></tr><tr><td>IJs</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>IJsemmer</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kimwipe</td><td>Fisher Scientific</td><td>06-666A</td><td></td></tr><tr><td>Leica GZ4 StereoZoom microscoop</td><td></td><td></td><td>voor het screenen van transgene muggen (indien van toepassing)</td></tr><tr><td>Verfkwast</td><td>AIT synthetische borstel&nbsp;</td><td>maat 10-0</td><td>voor het manipuleren van larven/poppen (Amazon)</td></tr><tr><td>Panty's</td><td>Walmart</td><td>L'eggs Everyday</td><td>&nbsp;Vrouwen Nylon Plus Knee Highs Sheer Toe, 16 paar (plus past in de doos)</td></tr><tr><td>Potloden</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kunststof containers voor 2&deg; opslag van dozen</td><td>Walmart</td><td></td><td>Sterilite 58 Qt Opslagdoos Helder Basis Witte Deksel Set van 8</td></tr><tr><td>Kunststof containers voor groeiende larven</td><td>Walmart</td><td></td><td>Sterilite 28 Qt. Opslagdoos Plastic, Wit, Set van 10</td></tr><tr><td>Kunststof containers voor uitkomende larven</td><td>Walmart</td><td></td><td>Sterilite 6 Qt. Opslagdoos Plastic, Wit</td></tr><tr><td>Polypropyleen heldere deli containers&nbsp;</td><td>WebstaurantStore</td><td>&nbsp;127DM12BULK</td><td>12 oz, of 16 oz indien nodig voor grotere (127RD16BULK)</td></tr><tr><td>Gumbandjes</td><td>Office Max</td><td>&nbsp;#100736/#909606 /#3777415</td><td>12", #64 en #10</td></tr><tr><td>Rubberen stop</td><td>VWR</td><td>217-0515</td><td>voor muggenisolatie</td></tr><tr><td>Suikerbron, zoals suikerblokjes of rozijnen</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tetramin vlokvoer</td><td>Tetramin</td><td>16106</td><td></td></tr><tr><td>tpsDig</td><td>Stony Brook Morphometrics</td><td></td><td>Een gratis morfometrische beeldverwerkingssoftware die online beschikbaar is op https://www.sbmorphometrics.org/</td></tr><tr><td>tpsUtil</td><td>Stony Brook Morphometrics</td><td></td><td>Een gratis morfometrische beeldverwerkingssoftware die online beschikbaar is op https://www.sbmorphometrics.org/</td></tr><tr><td>Witte organza stof 8&rdquo; &times; 8&rdquo;</td><td>FabricWholesale.com&nbsp;</td><td>4491676</td><td>Joann Casa Collectie Organza Stof door Casa Collectie&nbsp;</td></tr><tr><td>Whitman Grade 1 Kwalitatieve Filterpapier&nbsp;</td><td>Whitman</td><td>1001-824</td><td>voor eipappieten. De witte kleur maakt het gemakkelijker om de zwarte eieren te zien.</td></tr></tbody></table>

kwantificering van fitnesskosten bij transgene aedes aegypti-muggen

Quantifying Fitness Costs in Transgenic Aedes aegypti Mosquitoes

Transgene muggen vertonen vaak fitnesskosten in vergelijking met hun wild-type tegenhangers. In dit opzicht omvatten fitnesskostenstudies het verzamelen van levensparametergegevens van genetisch gemodificeerde muggen en deze te vergelijken met muggen zonder transgenen met dezelfde genetische achtergrond. Dit manuscript illustreert hoe gemeenschappelijke levensgeschiedeniskenmerken in de mug Aedes aegypti kunnen worden gemeten, waaronder vruchtbaarheid, vleugelgrootte en -vorm, vruchtbaarheid, geslachtsverhouding, levensvatbaarheid, ontwikkelingstijden, mannelijke bijdrage en volwassen levensduur. Deze parameters zijn gekozen omdat ze reproductief succes weerspiegelen, eenvoudig te meten zijn en vaak worden gerapporteerd in de literatuur. De representatieve resultaten kwantificeren de fitnesskosten die gepaard gaan met een gen-knock-out of een enkele invoeging van een gene drive-element. Het is belangrijk om te standaardiseren hoe levensparametergegevens worden verzameld, omdat dergelijke gegevens kunnen worden gebruikt om de gezondheid van transgene muggen te vergelijken die in verschillende onderzoeken zijn gegenereerd of om de transgenfixatiesnelheid in een gesimuleerde wildtype muggenpopulatie te modelleren. Hoewel dit protocol specifiek is voor transgene Aedes aegypti, kan het protocol ook worden gebruikt voor andere muggensoorten of andere experimentele behandelingsomstandigheden, met het voorbehoud dat bepaalde biologische contexten speciale aanpassingen kunnen vereisen.

Aan de hand van het bovenstaande protocol werd de geschiktheid van twee muggenlijnen geëvalueerd: (1) CRISPR/Cas9-gemedieerde knock-out van het Ae. aegypti D7L1 (AAEL006424) speekseleiwit en (2) Ae. aegypti-lijnen die autonome CRISPR/Cas9-gemedieerde gene drives tot expressie brengen9. In het geval van de eerste werd een homozygote D7L1-knock-outlijn opgezet door gebruik te maken van de niet-homologe eindverbindingsroute (NHEJ) om de verstoring te genereren na micro-injectie van ...

Het huidige protocol beschrijft hoe gemeenschappelijke levensparametergegevens bij Aedes aegypti-muggen kunnen worden gemeten, waaronder vruchtbaarheid, vleugelgrootte, vruchtbaarheid, geslachtsverhouding, levensvatbaarheid, ontwikkelingstijden, mannelijke bijdrage en levensduur van volwassenen. Deze metingen kunnen worden gebruikt om de fitheid van transgene muggen te beoordelen.

Kwantificering van fitnesskosten bij transgene Aedes aegypti-muggen

Transgenic mosquitoes often display fitness costs compared to their wild-type counterparts. In this regard, fitness cost studies involve collecting life ...

Dit protocol demonstreert standaardmetingen, die een weerspiegeling zijn van fitheid, bij aedes aegypti-muggen, deze fitnessparameters zijn gekozen omdat ze reproductief succes weerspiegelen, eenvoudig te meten zijn en vaak worden gerapporteerd in de literatuur. Leg om te beginnen eierpapier een nacht in steriel water in het insectium om transgene en wilde muggen uit te broeden. Laat de larven zich ad libitum voeden door enkele druppels gemalen visvoerbrij toe te dienen.Om er zeker van te zijn dat de volwassenen maagd zijn, scheidt u de poppen op geslacht zodra ze tevoorschijn komen, verplaatst u de pop naar een glazen microscoopglaasje en verwijdert u overtollig water met een tissue om de pop te immobiliseren. Onder een stereoscoop met een vergroting van twee tot vier keer, met behulp van een fijn penseel, plaatst u de pop met de voorkant naar boven. Analyseer vervolgens de staart visueel op verschillen in de vorm van de genitale kwab.Plaats mannelijke en vrouwelijke poppen in aparte waterbekers in de juiste insluiting. Om wildtype of transgene gene drive één of gene drive twee mannetjes op massa te kruisen met maagdelijke wildtype vrouwtjes, voeg verdoofde muggen toe in verhoudin

quantifying-fitness-costs-in-transgenic-aedes-aegypti-mosquitoes

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

In dit protocol combineren we RNAi-gemedieerde gensilencing...

RNAi-gemedieerde Gene Knockdown en<em&gt; In Vivo</em&gt; Urineproductie Assay in het volwassenenonderwijs Vrouw<em&gt; Aedes aegypti</em&gt; Muggen

Om populatieonderdrukking van Aedes aegypti te bereiken met behulp van het RIDL® (Release of Insects carrying a Dominant Lethal) systeem, moeten grote aantallen mannelijke muggen worden vrijgelaten. Dit vereist het gebruik van massaopfoktechnieken en -technologie om betrouwbare systemen te bieden om het maximale aantal mannelijke muggen van hoge kwaliteit te verkrijgen.

Massaproductie van genetisch gemodificeerde Aedes aegypti voor veldreleases in Brazilië

Het lichaam vet is het centrale metabole orgaan in insecten. Presenteren we een levende orgel cultuur systeem waarmee de gebruiker om te bestuderen van de antwoorden van geïsoleerde vet lichaamsweefsel op verschillende stimuli.

Vet orgel cultuur lichaamssysteem in Aedes Aegypti, een Vector van Zika-Virus

Aedes aegypti muggen geïnfecteerd met Wolbachia worden vrijgegeven in natuurlijke populaties te onderdrukken van de overdracht van arboviruses. We worden methoden beschreven aan achterzijde Ae. aegypti met Wolbachia infecties in het laboratorium voor experimenten en veld release, voorzorgsmaatregelen nemen om laboratorium aanpassing en selectie te minimaliseren.

Behoud van Aedes aegypti muggen geïnfecteerd met Wolbachia

Beschreven is een tijd- en ruimtebesparende methode om eieren te tellen en de broedsnelheden van individuele muggen te bepalen met behulp van 24 putweefselkweekplaten, die de schaal en snelheid van vruchtbaarheids- en vruchtbaarheidstesten aanzienlijk kunnen verhogen.

Verbeterde vruchtbaarheid en vruchtbaarheidstest voor Aedes aegypti met behulp van 24 well tissue kweekplaten (EAgaL-platen)

Het doel van dit protocol is om dierlijke en kunstmatige bloedmaaltijden aan Aedes aegypti-muggen te leveren via een kunstmatige membraanvoeder en het volume van de ingenomen maaltijd nauwkeurig te kwantificeren.

Het voeden en kwantificeren van dierlijk bloed en kunstmatige maaltijden in Aedes aegypti-muggen

De steriele insectentechniek (SIT) wordt gebruikt om specifieke, medisch belangrijke muggenpopulaties te beheersen die bestand kunnen zijn tegen chemische controles. Hier beschrijven we een methode voor massale opfok en voorbereiding van steriele mannelijke muggen voor vrijlating in een operationeel SIT-programma gericht op de Aedes aegypti-mug .

Bestraalde en gemarkeerde mannelijke Aedes aegypti-muggen voorbereiden voor vrijlating in een operationeel steriel insectentechniekprogramma

Hier presenteren we een protocol voor het bestuderen van de paringsconcurrentie van mannelijke Aedes aegypti met fluorescerende kleurstof als marker. Vrouwelijke muggen worden blootgesteld aan zowel gemarkeerde als ongemarkeerde mannetjes voor copulatie. Na de paring worden hun spermathecae onderzocht onder een fluorescentiemicroscoop om hun paringspartner te bepalen.

Met behulp van de fluorescerende kleurstof, Rhodamine B, om paringsconcurrentievermogen bij mannelijke Aedes aegypti-muggen te bestuderen

De protocollen die hier worden gerapporteerd, illustreren drie alternatieve manieren om de prestaties van genetisch gemanipuleerde muggen te beoordelen die bestemd zijn voor vectorcontrole in laboratorium-ingesloten kleine kooiproeven. Elk protocol is afgestemd op de specifieke modificatie die de muggenstam draagt (gene drive of non-gene drive) en de soorten gemeten parameters.

Laboratoriumproeven met kleine kooien van genetisch gemanipuleerde anophelinemuggen

Hier beschrijven we een gedetailleerd protocol voor genoombewerking door middel van embryonale micro-injectie in de mug A. aegypti met behulp van de CRISPR-Cas9-technologie.

Genoombewerking in de gelekoortsmug Aedes aegypti met behulp van CRISPR-Cas9

Leer hoe je fitnessparameters kwantificeert bij transgene Aedes aegypti-muggen. Deze methode meet vruchtbaarheid, vleugelgrootte en levensduur om reproductief succes te evalueren.

Kwantificering van fitnesskosten bij transgene Aedes aegypti-muggen

Meer video's verkennen