Artykuł metodologiczny

Podkreślenie znaczenia biologii molekularnej jako centralnego punktu badań nad komarami

807 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/64975

⸱

20 stycznia 2023

W tym artykule

Streszczenie

OMÓWIONE ARTYKUŁY:

Chiu, M. Z., Lannon, S., Luchetti, M., Wells, M. B., Andrew, D. J. Sekcja i barwienie immunologiczne larw gruczołów ślinowych komarów Anopheles gambiae. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (175), E62989 (2021).

Kojin, B. B., Tsujimoto, H., Jakes, E., O'Leary, S., Adelman, Z. N. Wykrycie Indel po mutagenezie CRISPR/Cas9 przy użyciu analizy topnienia w wysokiej rozdzielczości u komara Aedes aegypti. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (175), E63008 (2021).

Kumpitak, C., Nguitragool, W., Cui, L., Sattabongkot, J., Bantuchai, S. Wykrywanie sporozoitów Plasmodium u komarów Anopheles za pomocą testu immunoenzymatycznego. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (175), E63158 (2021).

Taracena, M. et al. Skuteczne doustne podawanie RNA (RNAi) dorosłym komarom Anopheles gambiae. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (181), E63266 (2022).

Erlank, E., Venter, N., Koekemoer, L. L. Standardowy test karmienia membranowego do wykrywania infekcji Plasmodium falciparum u wektorów komarów Anopheles. Dziennik Eksperymentów Wizualnych. (183), E63546 (2022).

Artykuł redakcyjny

Biologia molekularna leży u podstaw wielu kluczowych technologii, które napędzają postęp naukowy dokonany w ciągu ostatnich 40 lat badań genetycznych. Komary i przenoszone przez nie patogeny są szczegółowo badane od ponad 100 lat, najczęściej przez pryzmat ekologii, immunologii, wakcynologii i biologii wektorów. Biologia molekularna pozostaje niedostatecznie wykorzystywaną dyscypliną w odniesieniu do informowania i opracowywania nowatorskich, specyficznych podejść do zapobiegania rozprzestrzenianiu się chorób przenoszonych przez komary. Ten zbiór metod, zatytułowany "Biologia molekularna w jelitach środkowych komarów i gruczołach ślinowych", podkreśla kluczowe metody stosowane do problemów biologii wektorów komarów, które obejmują wiele aspektów biologii molekularnej i wiele punktów czasowych rozwoju. Wzrost wysiłków badawczych w zakresie badań nad biologią molekularną komarów jest niezbędny i powinien ułatwić postęp w kierunku realizacji złożonych zadań, takich jak ocena plastyczności genomu, zastosowania napędów genowych, analiza multiomiczna oraz badanie funkcji genów w całym genomie w kontekstach in vivo, specyficznych dla tkanek. Wraz z rozwojem badań biologii molekularnej nad komarami, medyczne znaczenie zainteresowań badawczych komarów dla pacjentów z chorobami przenoszonymi przez komary będzie rosło ze względu na postępy translacyjne wynikające z pozyskania dodatkowych, kontekstowych, podstawowych informacji badawczych.

Chiu i wsp. dostarczają jasnego, szczegółowego wyjaśnienia, jak preparować i przeprowadzać barwienie immunologiczne na gruczołach ślinowych larw komarów (SG)1. Historycznie rzecz biorąc, SG były uważane za tkankę trudną do masowej sekcji, co ograniczało zakres analizy. Po różnych udoskonaleniach w badaniach SG dorosłych komarów 2,3,4, ta grupa badawcza opracowała skuteczny sposób na zbadanie prekursora larwalnego dorosłej tkanki1 i potwierdziła, że metoda może być stosowana w wielu gatunkach Anopheles. Przyszłe zastosowania tej techniki obejmują ocenę strategii molekularnych, genetycznych i lekowych mających na celu upośledzenie rozwoju lub funkcji komara SG.

Kojin i in. przedstawili zwięzłą metodę wykrywania indeli za pomocą analizy stopienia w wysokiej rozdzielczości po edycji genów komarów Aedes aegypti 5. Co ważne, test nie wymaga poświęcania komara5. Ułatwia to szerokie zastosowanie tej techniki do generowania dowolnych zmutowanych szczepów komarów, ponieważ te same osobniki pozostają dostępne do kolejnych krzyżówek genetycznych i/lub testów fenotypowych.

Kumpitak i in. 2021 oferują sprytną strategię wykrywania sporozoitów Plasmodium u komarów Anopheles za pomocą testu ELISA6. Metoda ta ma wyraźne zalety w porównaniu z mikroskopią i może być szeroko stosowana we wszystkich podtypach pasożytów. Metoda ta została wykorzystana do zbadania dynamiki zakażeń komarami w różnych porach roku i wśród gatunków wektorów malarii.

Taracena i in. dokumentują bardzo znaczące postępy w karmieniu komarów Anopheles bakteriami wytwarzającymi DSRNA w celu silnego knockdownu genów, nawet w tkance o niskim poziomie endogennej aktywności RNAi - gruczołach ślinowych7. Technika ta była niezmiennie skuteczna w przypadku testowanych genów docelowych, wyniki były ważne w wielu odczytach testów, a metoda wymagała niewielkiej wiedzy specjalistycznej i minimalnego wysiłku. Dzięki tej potężnej metodzie, która jest obecnie dostępna, wielu badaczy powinno być w pełni przygotowanych do rozpoczęcia badań nad genetyką odwrotną funkcji genów komarów.

Erlank i wsp. dokładnie opisują zastosowanie standardowego testu nawożenia błonowego u komarów Anopheles w celu wykrywania i badania przesiewowego oocyst Plasmodium falciparum w jelicie środkowym po leczeniu małocząsteczkowym i barwieniu merkurochromem8. W ich badaniu wiele uwagi poświęcono rozważaniom koniecznym do osiągnięcia sukcesu, ograniczeniom wynikającym z niskiej dawki karmienia, a także szerokiemu zastosowaniu tego testu8.

Ten zbiór metod pokazuje wiele dostępnych możliwości zastosowania podejść biologii molekularnej w najnowocześniejszy, istotny z medycznego punktu widzenia sposób wspierania rozwoju nowej generacji środków kontroli wektorów. Zawarte w nim artykuły są najbardziej istotne dla początkujących badaczy i tych, którzy niedawno dołączyli do dziedziny biologii wektorowej z innych obszarów. Autor ma nadzieję, że artykuły te ułatwią planowanie nowych eksperymentów i podejść mających na celu lepsze zrozumienie biologii wektorów i zapobieganie przenoszeniu chorób przenoszonych przez komary. Istnieje ogromny potencjał dla rozwoju podejść biologii molekularnej komarów i ich zastosowań, więc ta kolekcja może również służyć jako latarnia morska do zwrócenia uwagi i zainteresowania tej dziedziny. Dzięki artykułom omawiającym takie tematy, jak walidacja edycji genów komarów i skuteczne podejścia do RNAi, badania te pozostaną bardzo istotne w przyszłości.

Oświadczenia

Autor nie ma nic do zdradzienia.

Podziękowania

Autor pragnie podziękować autorom, którzy przyczynili się do powstania artykułów zawartych w tym zbiorze.

Bibliografia

  1. Chiu, M. Z., Lannon, S., Luchetti, M., Wells, M. B., Andrew, D. J. Dissection and immunostaining of larval salivary glands from Anopheles gambiae mosquitoes. Journal of Visualized Experiments. (175), e62989(2021).
  2. Wells, M. B., Andrew, D. J. Salivary gland cellular architecture in the Asian malaria vector mosquito Anopheles stephensi. Parasites & Vectors. 8, 617(2015).
  3. Wells, M. B., Villamor, J., Andrew, D. J. Salivary gland maturation and duct formation in the African malaria mosquito Anopheles gambiae. Scientific Reports. 7, 601(2017).
  4. Wells, M. B., Andrew, D. J. Anopheles salivary gland architecture shapes Plasmodium sporozoite availability for transmission. mBio. 10 (4), 01238(2019).
  5. Kojin, B. B., Tsujimoto, H., Jakes, E., O'Leary, S., Adelman, Z. N. Indel detection following CRISPR/Cas9 mutagenesis using high-resolution melt analysis in the mosquito Aedes aegypti. Journal of Visualized Experiments. (175), e63008(2021).
  6. Kumpitak, C., Nguitragool, W., Cui, L., Sattabongkot, J., Bantuchai, S. Detection of Plasmodium sporozoites in Anopheles mosquitoes using an enzyme-linked immunosorbent assay. Journal of Visualized Experiments. (175), e63158(2021).
  7. Taracena, M., et al. Effective oral RNA interference (RNAi) administration to adult Anopheles gambiae mosquitoes. Journal of Visualized Experiments. (181), e63266(2022).
  8. Erlank, E., Venter, N., Koekemoer, L. L. Standard membrane feeding assay for the detection of Plasmodium falciparum infection in Anopheles mosquito vectors. Journal of Visualized Experiments. (183), e6354(2022).

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Anopheles GambiaeAedes AegyptiCRISPR/Cas9 MutagenesisPlasmodium DetectionRNA InterferenceImmunostainingEnzyme-linked Immunosorbent AssayPlasmodium FalciparumSalivary GlandsStandard Membrane Feeding AssayHigh-resolution Melt Analysis