Chociaż wiele owadów z podrzędu Heteroptera (Insecta: Hemiptera) jest jadowitych, ich skład jadu i funkcje toksyn jadowych są w większości nieznane. Protokół ten opisuje metody zbierania jadów heteropterów w celu dalszej charakterystyki, przy użyciu elektrostymulacji, nękania i sekcji gruczołów.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Zbieranie toksyn jadowych z robaków zabójców i innych owadów heteroptera
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Heteropterańskie owady, takie jak robaki zabójcze (Reduviidae) i gigantyczne pluskwiaki wodne (Belostomatidae) pochodzą od wspólnego drapieżnego i jadowitego przodka, a większość istniejących heteroptera zachowuje tę strategię troficzną. Niektóre heteropteranie przestawiły się na żywienie się krwią kręgowców (takie jak pluskwy całujące Triatominae i pluskwy Cimicidae), podczas gdy inne powróciły do żywienia się roślinami (większość Pentatomomorpha). Jednak z wyjątkiem śliny używanej przez całujące robaki w celu ułatwienia odżywiania krwią, niewiele wiadomo o jadach heteropterów w porównaniu z jadami pająków, skorpionów i węży.
Jedną z przeszkód w charakterystyce toksyn jadu heteroptera jest struktura i funkcja gruczołów jadowych/wargowych, które są morfologicznie złożone i pełnią wiele ról biologicznych (obrona, chwytanie zdobyczy i trawienie pozaustne). W tym artykule opisujemy trzy metody, które z powodzeniem zastosowaliśmy do zbierania jadów heteropterańskich. Po pierwsze, przedstawiamy elektrostymulację jako wygodny sposób zbierania jadu, który często jest śmiertelny po wstrzyknięciu zwierzętom drapieżnym i który zapobiega zanieczyszczeniu przez tkankę gruczołową. Po drugie, wykazujemy, że delikatne nękanie zwierząt jest wystarczające, aby spowodować wytłaczanie jadu z trąbki i/lub plucie jadem w niektórych grupach heteropterów. Po trzecie, opisujemy metody zbierania toksyn jadowych poprzez sekcję znieczulonych zwierząt w celu uzyskania gruczołów jadowych. Metoda ta jest komplementarna z innymi metodami, ponieważ może pozwolić na zbieranie toksyn z taksonów, w których elektrostymulacja i nękanie są nieskuteczne. Protokoły te umożliwią naukowcom zbieranie toksyn z owadów heteropterowych w celu scharakteryzowania struktury i funkcji oraz możliwych zastosowań w medycynie i rolnictwie.
Wprowadzenie
Jady heteroptera są silnie bioaktywnymi substancjami1. Na przykład wydzieliny jadu/śliny żywiących się krwią Heteroptera, takich jak pluskwy całujące (Triatominae) i pluskwy (Cimicidae), ułatwiają żerowanie, zakłócając hemostazę2. Toksyny w tych jadach działają na wiele szlaków, w tym krzepnięcie, agregację płytek krwi i zwężenie naczyń krwionośnych, a także szlaki bólu i swędzenia. Jady większości innych gatunków heteroptera są przystosowane do ułatwiania drapieżnictwa, a nie do odżywiania się krwią. Ich jady powodują paraliż, śmierć i upłynnienie tkanek po wstrzyknięciu do bezkręgowców3,
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Ten protokół jest zgodny z polityką Uniwersytetu Queensland określoną w Responsible Care and Use of Animals in Teaching and Research (PPL 4.20.11), a także australijskim kodeksem National Health and Medical Research Council dotyczącym opieki i wykorzystywania zwierząt do celów naukowych (8th Edition 2013).
Uwaga: Uważaj, aby nie dać się zatruć podczas obsługi robaków zabójców. Zadbaj o ochronę oczu podczas pracy z gatunkami plującymi jadem w sposób defensywny. Przez cały czas należy uważać, aby nie zranić zwierząt doświadczalnych. Obejmuje to monitorowanie nacisku na urządzenia ograniczające, takie jak gumki rec....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Niektóre gatunki pluskwiaków z podrzędu Heteroptera, takie jak harpactorine P. plagipennis oraz reduviine Platymeris rhadamanthus, wiarygodnie dostarczają dużych ilości (5-20 µL) jadu w odpowiedzi na elektrostymulację (Tabela 1). Ogólnie rzecz biorąc, większość pluskwiaków z podrodzin Peiratinae, Reduviinae i Harpactorinae wydziela jad przy zastosowaniu tej metody. Wśród pluskwiaków z podrodziny Stenopodainae, elektrostymulacja wywołała wydzielanie jadu .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Najważniejszym krokiem w zbieraniu jadu robaka zabójcy jest wybór odpowiedniej metody w zależności od celów badania. Każda z trzech przedstawionych metod zbierania jadów heteroptera ma zalety i wady w zależności od dalszych zastosowań.
Indukowanie owadów do wydalania jadu z trąbki (Protokoły 1-3) pozwala uniknąć zanieczyszczenia jadu przez tkanki gruczołowe. Ponadto metody te nie są śmiertelne i mogą być powtarzane wiele razy w ciągu życia owada. Elektrostymulacja zwykle dostarcza największe i.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Dziękujemy za wsparcie finansowe od Australijskiej Rady ds. Badań Naukowych (Granty DP130103813 i LP140100832 dla G.F.K., stypendium DECRA DE160101142 dla EABU), Australijskiej Narodowej Rady Zdrowia i Badań Medycznych (Główne Stypendium Badawcze APP1044414 dla G.F.K.) oraz University of Queensland (Stypendium podoktorskie dla A.A.W.).
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Elektrostymulator | Grass Technologies | S48 Kwadratowy stymulator impulsów | Elektrostymulator umożliwiający pulsacyjną elektrostymulację |
| Lekka jak piórko pęseta | Australijskie materiały entomologiczne | E122B | Do obchodzenia się z żywymi jadowitymi owadami |
| Koktajl inhibitorów proteazy | Sigma | 4693124001 | Do zapobiegania autoproteolitycznemu trawieniu jadu |
| Rozwarstwienie sprzęt | Australijskie Materiały Entomologiczne | E152Micro | Do drobnych sekcji |
| Szpilki do owadów Australijskie | Materiały Entomologiczne | E162 | Do drobnych sekcji |
Bibliografia
- Walker, A. A., Weirauch, C., Fry, B. G., King, G. F. Venoms of heteropteran insects: A treasure trove of diverse pharmacological toolkits. Toxins. 8 (2), 43(2016).
- Ribeiro, J. M. C., Assumpção, T. C., Francischetti, I. M. B. An insight into the sialomes of bloodsucking Heteroptera. Psyche (Stuttg). 2012, 1-16 (2012).
- Ambrose, D. P., Ma....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
