Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

독 독 소 암살자 버그와 다른 Heteropteran 곤충에서 수확

Published: April 21, 2018 doi: 10.3791/57729

Summary

비록 Heteroptera suborder에 많은 곤충 (Insecta: Hemiptera)는 악의 찬, 그들의 독 성분 및 그들의 독 독 소의 기능 대부분 알려지지 않은. 이 프로토콜에는 더 특성화를 통해, 성희롱, 동맥 해 부를 사용 하 여에 대 한 heteropteran venoms 수확 하는 방법을 설명 합니다.

Abstract

Heteropteran 곤충 암살자 버그 (침노린재과) 등 거 대 한 물 버그 (물장군과) predaceous 및 악의 찬 공통 조상에서 후손 그리고 현존 heteropterans의 대다수가 영양 전략을 유지 합니다. 일부 heteropterans 척추 혈액에 먹이 기에 전환 해야 (Triatominae; 키스 버그 등 및 침대 버그, Cimicidae) 동안 다른 사람 식물 (대부분 Pentatomomorpha)에 먹이로 되 돌. 그러나, 키스 버그에 의해 혈액 공급, 작은 촉진 하는 데 사용 하는 타 액을 제외 하 고 heteropteran venoms venoms 거미, 전갈과 뱀의 비교에 대 한 알려져 있다.

Heteropteran 독 독 소의 특성화에 1 개의 장애는 구조와 기능 둘 다 형태학 상으로 복잡 한 되 고 수행 하는 여러 생물 학적 역할 (방어, 먹이 캡처 및 여분 구두 소화)는 독/양순 분 비의. 이 문서에서 우리는 우리가 성공적으로 heteropteran venoms 수집을 사용 하는 세 가지 방법을 설명 합니다. 첫째, 우리 제시 통해는 종종로 주사 될 때 치명적인 독을 수집 하는 편리한 방법을 먹이 동물, 그리고 어떤 선 직물에 의해 오염 obviates. 둘째, 우리는 동물의 부드러운 성희롱 코 또는 heteropterans의 일부 그룹에 침 독 독 압출 생산 충분 한지 보여줍니다. 셋째, 독 독 독 샘을 얻으려면 anaesthetized 동물의 해 부에 의해 수확 하는 방법을 설명 합니다. 이 메서드는 다른 방법에 보완으로 그것을 통해 및 성희롱 효과가 있다 taxa에서 독 소의 수확 수 있습니다. 이 프로토콜에는 의학 및 농업 구조-기능 특성 및 가능한 heteropteran 곤충에서 독 소를 수확 연구원 수 있게 된다.

Introduction

Heteropteran venoms potently 생리 활성 물질1있습니다. 예를 들어 키스 버그 (Triatominae) 등 침대 버그 (Cimicidae) Heteroptera 혈액 공급의 독/타 액 분 비 hemostasis2를 방해 하 여 수 유를 촉진 한다. 이러한 venoms 독 소는 응고, 혈소판 vasoconstriction, 뿐만 아니라 통증을 포함 하 여 여러 개의 경로 대상 하 고 경로가 렵 게. 대부분 다른 heteropteran 종에서 venoms는 혈액을 먹이 것 보다는 포식을 용이 하 게 적응. 그들의 venoms 마비, 죽음 및 조직 액 무척 추 동물3,4에 주입 하는 경우 발생할. 척추 동물에 주입 했을 때 그들의 독 또한 과감 한 효과 있을 수 있습니다. 예를 들어 척추로 암살자 버그 Holotrichius innesi 에서 독의 주입 하면 근육 마비 통증과 출혈; 이 버그에 의해 쥐 envenomated 호흡 마비5인해 신속 하 게 죽어.

Transcriptomic 및 proteomic 연구 일부 heteropteran venoms의 단백질 구성을 밝혀 있다. Predaceous 종 venoms는 프로 테아 제, 다른 효소, 펩 티 드 및 알 수 없는 구조와 기능6,,78의 단백질 풍부 합니다. 키스 버그 독 회원 뿌리깊은 영향을 응고, 혈소판, vasoconstriction2,9triabin 단백질 가족에 풍부 하다. 그러나, 그것은 어떤 독 소 기초 독의 대부분 bioactivities 알 수 없습니다. 예를 들어 키스 버그 Triatoma infestans 의 독은 진통 및 나트륨 채널10, 억제 알려졌다 하지만 책임 구성 요소 해명 될 남아 있다. 마찬가지로, 그것은 암살자 버그 독의 어떤 컴포넌트 마비 또는 통증 원인이 알려져 있지 않다. 특정 독 bioactivities과 특성화 구조와 기능, 소설 독 독 소의 독 소를 식별 하는 데 필수 독을 얻는 이다.

독을 통해5,6,7,8,11,,1213, 방어의 도발에 의해 heteropterans에서 얻은 되었습니다. 응답4,8, 기계적으로 흉부12,,1415,16, 독 샘8,17 개 해 부를 당기고 ,18,19,20,,212223muscarinic 아 세 틸 콜린 수용 체 촉진제의 응용 프로그램. 두 개의 별도 루멘, 앞쪽 주요 동맥 (AMG) 및 후부 주요 동맥 (PMG), 주요 동맥을 이루어져 있는 heteropteran 독 샘의 형태에 의해 복잡 잠재적인 장단점 어떤 방법의 판단으로 부속 선 (AG) 관련. 이러한 다른 선 구획 생산 다른 단백질 분 비 물, 먹이 캡처, 여분 구두 소화8,17, 국방 등 다양 한 생물 학적 기능에 대 한 전문화 될 수 있습니다. Peiratine 및 ectrichodiine 자 객 버그는 AMG 먹이 캡처 및 여분 구두 소화17PMG와 연결 되었습니다. 그러나,는 harpactorine에서 버그 Pristhesancus plagipennis 는 PMG는 전문 먹이 캡처 및 소화는 AMG 방어 독8분 비 가설 하는 반면. AG은 암살자 버그8 에서 약간 분 비 기능을가지고 또는 거 대 한 물 버그23protease 스토리지의 주요 사이트 설명 하고있다. 명확 하 게, 추가 작업은 다양 한 heteropteran 하위 그룹 중 각 선 구획의 기능을 명확히 하 고 대부분 독이 독 소의 기능을 결정 하는 데 필요한. 이 보고서에서 우리는 독 독이이 목표를 향해 heteropterans에서 수확에 대 한 프로토콜을 설명 합니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

이 프로토콜와 책임 관리 하 고 교육 및 연구에 있는 동물의 사용 (PPL 4.20.11)으로 국민 건강 및 의료 연구 위원회의 치료에 대 한 호주 코드 및의 사용에서 밖으로 설정 하는 퀸즐랜드 대학 정책 준수 과학적 목적을 위해 동물 (8 에디션 2013).

주의: 하지 되도록 envenomated 암살자 버그를 처리할 때 처리. 방어 독 침 종 처리 때 눈을 보호 하는 것을 주의. 통해 처리 실험 동물을 다치게 하 하지. 고무 밴드 같은 지지대에 압력의 모니터링 및 코 깨진 하지 않음을 보장 포함 됩니다.

참고: 필요에 따라 0.5-2 CO2 에 노출에 의해 동물을 anaesthetize 분 또는 독에 수확 전에 4-10 ° C에 냉각 안전 전송 및 구속 1-3를 목표로. Anaesthetization는 엄격 하 게 필요 하지 않습니다 하지만 민첩 한 또는 강한 표본의 안전 규제를 촉진 수 있습니다. 그러나, 동물 독 수확 수 있도록 깨어 있어야 합니다. 프로 테아 제 억제제를 추가 여부를 결정할 때 다운스트림 응용 프로그램 하십시오.

1. 독 독 소 통해에 의해 수확

  1. 독 소를 수확 하는 라이브 표본의 얻을.
  2. 긍정적이 고 부정적인 전극으로 사용 하 여 미리 준비 된 플라스틱 핀셋 어느 팁에 장착. 전기 족집게는 electrostimulator 또는 전압의 조정을 허용 하는 일정 한 전압 소스를 연결 합니다.
    1. 작은 (~ 10 m m)와 큰 (25 mm) 암살자 버그, 15, 25 V의 피크 전압을 각각 사용 합니다.
    2. 거 대 한 물 버그 등 더 큰 heteropterans에 대 한 최대 40 V를 사용 합니다.
  3. 흉부에 고무 밴드를 사용 하 여 플랫폼에 달아서 여 라이브 버그를 제 지.
  4. 적합 한 수집 팁에는 코의 끝을 놓습니다. 암살자 버그, P200 피 펫 팁을 사용 합니다. 거 대 한 물 버그에 대 한 조리개의 크기를 늘리기 위해 P200 끝에서 끝을 잘라.
    1. 부드럽게 깨끗 한 핀셋의 닫힌 쌍 코를 리프트와 코의 끝 컬렉션 팁의 개방 조리개를 밀어.
    2. 원하는 경우, 수집에 코를 배치 하기 전에 이해 ~ 5 µ L 초순 팁. 비록 수확된 독이 희석 될 것입니다 팁, 안에 남아 있는 독의 손실이 줄어듭니다.
  5. 통해 적용 됩니다. 2.5 M NaCl/50% 글리세롤 등 전도성 젤에 자극 전극을 담근 다. 가슴에 전극을 적용 됩니다. Belostomatids, 2 개의 전극은 머리의 등 쪽 후부 표면에 적용 됩니다.
  6. Autodegradation를 방지 하기 위해 독을 저장 합니다. 독 압출 후-20 ° C 또는-60 ° C, 튜브 또는 튜브 프로 테아 제 억제 물 칵테일 포함 된 전송 신속 하 게.
  7. 때까지 충분 한 독 인수 또는 아무 더 독은 1.5-1.6 단계를 반복 합니다.

2. 성희롱으로 독 독 소의 수확

  1. 독이 수확에 대 한 동물을 준비 하 고 1.1 및 1.3-1.4 하위 섹션에 설명 된 대로 컬렉션 현관에는 코 끝을 배치.
  2. 독이 저절로 돌출 되 면 2.3 단계로 이동 합니다. 그렇지 않은 경우에 만져 부드럽게 그것은 다리, 복 부 및 안테나에 핀셋으로 독이 생성 될 때까지 동물을 괴 롭 히.
  3. 신속 하 게 원하는 경우 독-20 ° C 또는-60 ° C, 또는 튜브 포함 프로 테아 제 억제 물 칵테일, 튜브에 전송.

3. 독 독 독 "침" 종에서에서 괴롭힘에 의해의 수확

  1. Anaesthetize, 또는 부분적으로 anaesthetize, 어떤 조 수 비 침 방지 하기 위해 그것의 케이스에서 그것을 제거 하기 전에 곤충.
  2. 독 침을 뱉는 행동을 자극 합니다. 포함 하 고 표준 90 x 16 mm 페 트리 접시의 깊은 뚜껑을 사용 하 여 곤충을 재배치. 잡고 약간 후부 뚜껑과 곤충 비행을 방지 하기 위해 위의 1-4 cm. 대부분의 곤충은 뱉 어 여러 번 자주 빠른 승계에서. 모든 독은 접시의 아래쪽에서 수집 된 확인 하십시오.
  3. 초순의 10 µ L로 헹 궈 서 페 트리 접시의 아래쪽에서 독을 수집 합니다. 신속 하 게 전송 그것은-20 ° C 또는-60 ° C, 튜브 또는 튜브를 포함 하는 프로 테아 제 억제 물 칵테일.

4. 수확 동맥 해 부에 의해 독 독

  1. 동물을 희생. 무 겁 게 anaesthetize 또는 사용 하 여 동물을 죽 일 > 5 분 노출 CO2. 동물의 주택 첨부물의 공기 구멍에 직접 순수 CO2 를 파이프 합니다.
  2. 해 부 트레이 핀 곤충. 암살자 버그에 대 한 복 부 표면 (4.3)을 통해 해 부. 거 대 한 물 버그, 등 쪽 표면 (4.4)을 통해 해 부.
  3. 복 부 절 개
    1. 독 샘을 puncturing 없이 벌레를 후부 복 부에 3 개의 핀을 삽입 합니다.
    2. 미니어처 메스를 사용 하 여 복 부의 복 부 표면에는 짧은 중간 절 개를 잘라. 미니어처가 위를 사용 하 여 확장 외 골격만을 잘라내어 내부 구조를 손상 하지 돌 머리에 anteriorly 중간 절 개.
    3. 내부 구조를 노출 하려면 여러 측면 컷 곤충의 측에 중간 절 개에서 확장을 확인 합니다. 그런 다음, 다시 내부 구조를 나타내기 위해 복 부 외 골격의 각 플랩 핀.
    4. 큰 암살자 버그에 대 한 중간 복 부, 이전 복 부, 첫 번째와 두 번째 다리 사이 첫 번째 다리 앞에 4 개의 옆 절 개를 확인 합니다.
  4. 지 해 부
    1. 기지 근처에 날개를 제거 합니다. 독 샘을 puncturing 없이 벌레를 후부 복 부에 3 개의 핀을 삽입 합니다.
    2. 미니어처가 위 및 외 골격만을 잘라내어 내부 구조를 손상 하지 돌보는 메스를 사용 하 여 복 부에 머리에서 중간 절 개를 잘라.
    3. 힘 떨어져는 곤충의 두 반쪽. 여러 핀 노출 내부 구멍을 떠나 벌레의 길이 따라 옆으로 놓습니다.
    4. 핀셋을 사용 하 여 비행 근육을 제거 합니다.
  5. 해 부 트레이 홍수. 더 쉽게 시각 버그 내부 구조를 플 로트 및 수 있도록 빠져들 때까지 PBS를 추가 합니다.
  6. 핀셋과 마이크로-가 위를 사용 하면, 신중 하 게 결합 하 고 신경 조직 및 기관 제거할. 독 샘 길쭉한, 반투명 구조 영양 운하의 각 면을 따라 확장으로 나타납니다.
    1. 앞쪽 및 후부 엽와 2 개의 덕트는 hilus에서 특성의 외관에 의해 주요 동맥을 식별 합니다.
    2. 원하는 경우는 hilus에서 덕트를 추적 하 여 부속 동맥을 식별 합니다. 주요 동맥은 hilus에서 나오는 2 개의 덕트를 절단 하 여 무료.
  7. 원하는 선 루멘을 수확. 전송 선 얼음 PBS 또는 PBS의 30 µ L을 포함 하는 microcentrifuge 프로 테아 제 억제 물 칵테일 플러스. 깨끗 한 날카로운 핀 선 창
    1. 10 s 및 원심 분리기 (1 분, 5000 × g, 4 ° C) 동맥 루멘을 소용돌이. 선의 조직 핀셋을 사용 하 여 제거 합니다.
  8. 독 소 추출 명확히. 원심 분리기 (5 분, 17000 × g, 4 ° C) 유지 하는 상쾌한 펠 릿 삭제 모든 고체 입자를 제거 하 -20 ° C 또는 autoproteolytic 저하를 방지 하기 위해-60 ° C에 저장 합니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Harpactorine P. plagipennis , Platymeris rhadamanthus, reduviine 등 일부 heteropteran 종 안정적으로 독을 통해 (표 1)에 대 한 응답의 대량 (5-20 µ L) 얻을 수 있습니다. 일반적으로, 대부분 peiratine, reduviine, 및 harpactorine 버그 독이이 방법에 대 한 응답에서을 얻을. Stenopodaine 버그 통해 sp. Oncocephalus 하지 Thodelmus sp에서 독을 elicited. 샘플 holoptiline 및 emesine 버그 상당한 독 (예: 충분히 질량 분석에 의해 분석을 위해) 통해에 대 한 응답에서을 생성 하지 않았다. 통해 수확 belostomatid 버그와 약탈 stinkbugs에서 독을 사용할 수 있습니다. 그러나, 통해 물 전갈 (Nepidae)의 코에서 독 보다 두 부 샘만의 내용의 출시를 유도 한다. 독을 통해 일부 수 종에 의해 수확 실패 독 샘과 독8의 릴리스를 제어 하는 생리 적 메커니즘의 형태학 복잡성 때문에 가장 높습니다.

자발적으로 통해, P. plagipennis, Havinthus rufovarius,reduviids, P. rhadamanthus 및 belostomatid Lethocerus distinctifemur, 지 독을 발표 이외에 코에서 독 추출 동안에 처리. 이러한 독 방출 방어 디스플레이 자주 동반 됩니다. P. rhadamanthus 도 뱉 어 독 방어4, 뱀이24 거미25 에 우리가 인지 하지 못하는 다른 reduviid 종에서의 발생 하는 동작.

SDS 페이지과 proteomics 실험 통해과 폭력에 의해 수확 venoms 단백질이 풍부한6,7,8는 보여줍니다. 그것은 또한 가능성이 venoms 무기 이온 및 다른 물질 포함 단백질 소재 현재의 큰 비율에 대 한 계정. 일반적으로 폭력을 통해 얻은 암살자 버그 독 1 백 이상의 펩 티 드 및 단백질 (그림 1, 그림 2)에 포함 되어 있습니다. Belostomatid 독 이전 lysophospholipids13부자가 될 보고 되었습니다. Belostomatine 물 버그 Diplonychus eques 에서 독의 적외선 흡 광도 스펙트럼 단백질 및 lysophospholipids의 콘텐츠와 일치 하는. Lethocerine L. distinctifemur에 대 한 증거는 단백질과 하지 lysophospholipids6에 발견 되었다.

거미 venoms26보고, 독 heteropteran 곤충에서 수확 농도 구성, 사용 하는 곤충과는 수확 방법에 따라 다를 것입니다. 희석된 독 샘플의 UV 분광학 50-250 (10mm 경로 길이)의 undiluted 독, ~ 50-250의 높은 단백질 농도 흡 광도 값 (280) 제안 mg/mL7,,1219. 먹이 부족은 독 집중력과 마비 잠재적인3 로 산도27에 연속 감소 연속 증가 일으키는 원인이 되기 위하여 알려졌다. 그러나, 장기간된 기아 상태와 죽음의 손실 될 것입니다. 농도, 뿐만 아니라 heteropterans 독을 수확은 방법 그것의 구성에 영향을 수 있습니다. 암살자 버그 P. plagipennis 에서 독을의 독 소 성분 통해 또는 괴롭힘8에 의해 수확 하는 여부에 따라 현저 하 게 달랐다. P. plagipennis, 경우이 반면 성희롱 나왔고는 AMG의 내용을 통해 양보는 PMG의 내용 때문에 표시 했다. 독이 얻을 통해, 하지만 하지 성희롱 potently 마비 먹이 곤충 (그림 3). 그러나, 그것은 분명 어느 정도이 결과 다른 침노린재과 또는 다른 Heteroptera에 일반화 될 수 있다.

독 샘을 해 부하 여 직접 독을 수확 피할 수 선 직물 (비 독) 단백질 오염 비용에 독 샘의 제어 메커니즘을 수 있습니다. 관계 없이, 해 부 자료에서 얻은 추출 물 bioactivity/독성 분석 실험을 위해 사용할 수 있습니다. 예를 들어 PMG AMG, P. plagipennis, 위의 프로토콜을 사용 하 여 준비의 AG의 추출 액체 크로마토그래피/탠덤 질량 분석8을 사용 하 여 분석 되었다. 이 프로세스는 총 182, 114, 및 총, 45, 51, 12 상 상속 독 단백질 putative 가사 단백질으로 분류 하는 나머지 단백질 아미노산 시퀀스 특성에 따라 중 분류 됐다 71 단백질의 확인. 곤충으로 PMG, 하지만 하지 AMG 또는 AG의 추출 물의 주입 결과 마비와 죽음8.

Infraorder 가족 인도 이항 이름 일반 이름 통해 성희롱 해 부
Cimicomorpha 침노린재과 Harpactorinae Pristhesancus plagipennis 일반적인 브리즈번 암살자 버그
Havinthus rufovarius 레드 타이거 암살자 버그
Scipinia 모래 붉은 가시 암살자 버그 nd
Gminatus 큰 오렌지 암살자 버그 nd
Trachylestes aspericollis 작은 빨간 암살자 버그 nd nd
Reduviinae Platymeris 거 대 한 아프리카 암살자 버그
Psytalla horrida 가시 자 객 버그 nd
Peiratinae Ectomocoris 오렌지 지상 암살자 버그 nd
Peirates 검은 자 객 버그 nd nd
Stenopodainae Oncocephalus - nd
Thodelmus - x nd
Holoptilinae Ptilocnemus 여우 원숭이 깃털 달린 버그 x x nd
Emesinae Stenolemus 스레드 다리 버그 x x x
Pentatomomorpha Pentatomidae Asopinae Amyotea hamata 노란 약탈 악취 버그 nd nd
Nepomorpha Nepidae Ranatrinae Ranatra dispar 물 전갈 x, cg x
물장군과 Belostomatinae Diplonychus eques 물 버그 nd nd
물장군과 Lethocerinae Lethocerus sp에.  거 대 한 물 버그
틱, 성공적인; 크로스, 실패; nd, 결정 되지 않는다; cg, 두 부 선 방전만

Heteropterans에서 독을 수확 하는 데 사용 하는 방법 중의 표 1: Taxon 특이성

Figure 1
그림 1 : 2D SDS 페이지 명소의 LC-MS/MS 분석 및 독의 HPLC 분수에 의해 감지 하는 단백질에서 수집 P. plagipennis에 통해 (프로토콜 1)에 의해, 풍부한 프로 테아 제, 새끼-도메인 단백질 및 heteropteran 독 가족 1 단백질. (A) 2D SDS 페이지 젤 원유의 P. plagipennis 독, 단백질 가족 LC-MS/MS 젤 명소의 식별 표시. (B) HPLC 크로마 P. plagipennis 독, 보여주는 수집된 분수의 LC-MS/MS 분석에 의해 확인 된 단백질 가족의 분류에서. 허가7재현. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2 : 시퀀스의 독에서 각 주요 단백질 클래스에 속하는 비율 P. plagipennis입니다. 허가7재현. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3 : P. plagipennis 통해, 하지만 하지 성희롱, 여 독 마비 곤충. (A) 통해 또는 괴롭힘, 또는 물, 크리켓 탈출에 여 독이 주입의 효력. 각 독 상태에 대 한 동등한 0.17 µ L 독 upturned 샬레 뚜껑을 탈출 하기 위해 시간과 복 부에 주사 (최대 300 s에서 s, 평균 ± SD) 득점 했다. 통해 P. plagipennis 에서 얻은 독에 의해 탈출 성공의 억제에 대 한 (B) 복용량 응답 곡선. 허가8재현. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

자 객 벌레 독을 수확 하는 가장 중요 한 단계는 연구의 목적에 따라 적절 한 방법을 선택 하 고 있다. 각 heteropteran venoms 수확에 대 한 제시 하는 세 가지 메서드는 다운스트림 응용 프로그램에 따라 장단점이 있습니다.

코 (프로토콜 1-3)에서 독을 추방 하는 버그를 유도 선 조직에 의해 독의 오염을 방지 합니다. 또한, 이러한 메서드는 비-치명적인 있으며 버그의 생활의 과정 동안 여러 번 반복 될 수 있다. 통해 보통 독의 가장 큰 수량을 제공 하 고 여러 연구5,8에 따라 곤충을 먹이로 강력한 독성과 독을 생성 합니다. 방어적 인 응답을 자극, 코를 통해8다른 단백질 함량의 독을 얻을 수 있습니다 하나 독을 유도 하는 또 다른 방법은 이다. 그러나, 통해 및 도발에 많은 종족에 대 한 작동 하지 않습니다 하 고 독이 땀 샘의 분 비 출력의 병렬 수사 없이 명확 하지 않다 어떤 동맥 루멘 (또는 동맥 루멘의 어떤 조합) 수확 되 고 있다.

해 부 (프로토콜 4) 여 독을 수확 하는 것입니다 여러 가지 보완. 해 부 저장된 독, 액세스 하는 직접적인 방법을 나타내고 독 동맥의 각 구획을 별도로 수확 또는 풀링된 수 있습니다 (, '잘못 된' 독 수확 되었습니다 가능성 방지은). 그러나, 메서드는 치명적인 이며 또한 독의 약간의 오염 조직 구성 요소에 의해 발생. 많은 Heteroptera는 너무 작은 (또는 Emesinae, 스레드 다리 버그의 경우 너무 길쭉한) 독 해 부에 의해 수확 수 있도록. 해 부는 별도로 개별 선 구획에서 단백질을 추출 하는 데 사용 됩니다, 그것은 중요 한 돌출부를 신속 하 게 분리 하 여 별도로 교차 오염을 피하기 위하여 그들의 내용을 추출.

여기에 제시 된 방법을 공부 하는 특정 종에 따라 수정할 수 합니다. 통해 여 독의 컬렉션에 대 한 주요 측면을 최적화 하는 버그 제 지 어떻게입니다. 예를 들어 대부분 reduviids 움직임의 넓은 범위에 그들의 코를 확장할 수 있습니다. 이러한 종 고무 밴드를 사용 하 여 플랫폼에 단순히 절제 된 오른쪽-방법-최대 수 있으며 코 나왔으며 수동으로. Belostomatids, 같은 덜 유연한 코와 종족에 대 한 그것은 대신 거꾸로 위치에 곤충을 억제 하 고 말 대 꾸 하거나 기계 팔을 사용 하 여 올바른 각도로 컬렉션 소켓 낮은 필요가 있습니다. 크기와 전기 적용의 패턴 최적화 해야 합니다, 그리고이 경우에, 그것은 더 낮은 시작 하 고 천천히 치 사 율을 피하기 위해 적용 된 전압을 증가.

연구의 목표는 특정 종 생산 방법과 독을 사용 하 여에 대 한 자세한 이해를 달성 하는, 깊이 있는 조사 여러 수확 방법으로 질량 분석 및 RNA-Seq 실험 등의 기술을 결합 수 있습니다. 필수. 목표를 사용 하 여 heteropteran venoms 생물학 분자의 도서관으로 일부 원하는 생물 학적 활동에 대 한 검사 인 경우 다음 독 샘플의 패널을 통해, 성희롱, 얻은 및/또는 해 부 적합 있을 수 있습니다. 그러나, 우리가 수확 하는 독의 정상적인 생물학 역할 존재 어떤 bioactivities를 확인할 것입니다 참고. 예를 들어 포식에 사용 되는 독 독 방어에 사용 되는 algogenic (통증 유발) 에이전트를 포함할 가능성이 더 insecticidal 화합물을 포함 것입니다.

독 수확 muscarinic 아 세 틸 콜린 수용 체 주 작동 근 pilocarpine이이 프로토콜의 응용 프로그램에 의해 포함 되지 않습니다 했습니다. 미래 실험은 위의 방법에 비해 pilocarpine 유도 독 추방의 특성을 결정 해야 합니다.

이 문서에서는, 우리 연구원 heteropteran 곤충에서 venoms를 얻을 수 있도록 방법을 제시 했습니다. 성공적인 독 컬렉션 하면 추가 생산, 구성, 기능 및 독의 진화에 대 한 조사 Heteroptera에 있습니다. 또한, 일부 heteropteran 독 소는 환경 친화적인 살충제, 인간의 치료제를 개발 하기 위해 리드 분자 또는 생물 학적 시스템을 조사 하는 과학 도구 유틸리티를 찾을 수 있습니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

저자는 공개 없다.

Acknowledgments

우리 금융 인정 호주 국가 건강 및 의료 연구 위원회 (주 연구 친교 (보조금 DP130103813와 G.F.K., EABU DECRA 친교 DE160101142를 LP140100832), 호주 연구 협의회에서 지원 G.F.K. APP1044414), 그리고 퀸즐랜드의 대학 (박사 후 친목을 A.A.W.).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Electostimulator Grass Technologies S48 Square Pulse Stimulator Electrostimulator allowing pulsed electrostimulation
Featherlight tweezers Australian Entomological Supplies E122B For handling live venomous insects
Protease inhibitor cocktail Sigma 4693124001 For preventing autoproteolytic digestion of venom
Dissection equipment Australian Entomological Supplies E152Micro For fine dissections
Insect pins Australian Entomological Supplies E162 For fine dissections

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. Ambrose, D. P., Maran, S. P. M. Quantification protein content and paralytic potential of saliva of fed and prey deprived reduviid Acanthaspis pedestris Stål (Heteroptera: Reduviidae: Reduviinae). Indian Journal of Environmental Science. 3 (1), 11-16 (1999).
  4. Edwards, J. S. The action and compostion of the saliva of an assassin bug Platymeris rhadamanthus Gaerst. (Hemiptera, Reduviidae). Journal of Experimental Biology. 38, 61-77 (1961).
  5. Zerachia, T., Bergmann, F., Shulov, A. Animal and Plant Toxins. Kaiser, E. , Goldman. 143-146 (1973).
  6. Walker, A. A., Hernández-Vargas, M. J., Corzo, G., Fry, B. G., King, G. F. Giant fish-killing water bug reveals ancient and dynamic venom evolution in Heteroptera. Cellular and Molecular Life Sciences. , (2018).
  7. Walker, A. A., et al. Giant fish-killing water bug reveals ancient and dynamic venom evolution in Heteroptera. Cell. Mol. Life Sci. , (2018).
  8. Walker, A. A., et al. The assassin bug Pristhesancus plagipennis produces two distinct venoms in separate gland lumens. Nature Communications. 9 (1), 755 (2018).
  9. Hernández-Vargas, M. J., Santibáñez-López, C. E., Corzo, G. An insight into the triabin protein family of American hematophagous reduviids: Functional, structural and phylogenetic analysis. Toxins. 8 (2), 44 (2016).
  10. Dan, A., Pereira, M. H., Pesquero, J. L., Diotaiuti, L., Beirao, P. S. Action of the saliva of Triatoma infestans (Heteroptera: Reduviidae) on sodium channels. Journal of Medical Entomology. 36 (6), 875-879 (1999).
  11. Corzo, G., Adachi-Akahane, S., Nagao, T., Kusui, Y., Nakajima, T. Novel peptides from assassin bugs (Hemiptera: Reduviidae): isolation, chemical and biological characterization. FEBS Letters. 499 (3), 256-261 (2001).
  12. Sahayaraj, K., Kumar, S. M., Anandh, G. P. Evaluation of milking and electric shocks for venom collection from hunter reduviids. Entomon. 31 (1), 65-68 (2006).
  13. Silva-Cardoso, L., et al. Paralytic activity of lysophosphatidylcholine from saliva of the waterbug Belostoma anurum. Journal of Experimental Biology. 213 (19), 3305-3310 (2010).
  14. Noeske-Jungblut, C., et al. Triabin, a highly potent exosite inhibitor of Thrombin. Journal of Biological Chemistry. 270 (48), 28629-28634 (1995).
  15. Noeske-Jungblut, C., et al. An inhibitor of collagen-induced platelet aggregation from the saliva of Triatoma pallidipennis. Journal of Biological Chemistry. 269 (7), 5050-5053 (1994).
  16. Sahayaraj, K., Borgio, J. F., Muthukumar, S., Anandh, G. P. Antibacterial activity of Rhynocoris marginatus (Fab.) and Catamirus brevipennis (Servile) (Hemiptera: Reduviidae) venoms against human pathogens. Journal of Venomous Animals and Toxins Including Tropical Diseases. 12 (3), 487-496 (2006).
  17. Haridass, E. T., Ananthakrishnan, T. N. Functional morphology of the salivary system in some reduviids (Insecta-Heteroptera-Reduviidae). Proceedings of the Indian Academy of Sciences. Animal Sciences. 90 (2), 145-160 (1981).
  18. Ignacimuth, A., Sen, A., Janarthanan, S. Biotechnological Applications for Integrated Pest Management. , Oxford Publishing. 125-131 (2000).
  19. Maran, S. P. M., Selvamuthu, K., Rajan, K., Kiruba, D. A., Ambrose, D. P. Insect Pest Management, A Current Scenario. Ambrose, D. P. , Entomology Research Unit. 346-361 (2011).
  20. Pereira, M. H., et al. Anticoagulant activity of Triatoma infestans and Panstrongylus megistus saliva (Hemiptera/Triatominae). Acta Tropica. 61, 255-261 (1996).
  21. Ribeiro, J. M., Marinotti, O., Gonzales, R. A salivary vasodilator in the blood-sucking bug, Rhodnius prolixus. British Journal of Pharmacology. 101 (4), 932-936 (1990).
  22. Ribeiro, J. M., Schneider, M., Guimarães, J. A. Purification and characterization of prolixin-S (nitrophorin 2), the salivary anticoagulant of the blood-sucking bug Rhodnius prolixus. Biochem Journal. 308 (1), 243-249 (1995).
  23. Swart, C. C., Deaton, L. E., Felgenhauer, B. E. The salivary gland and salivary enzymes of the giant waterbugs (Heteroptera; Belostomatidae). Comparative Biochemistry and Physiology A Molecular & Integrative Physiology. 145 (1), 114-122 (2006).
  24. Rasmussen, S., Young, B., Krimm, H. On the 'spitting' behaviour in cobras (Serpentes: Elapidae). Journal of Zoology. 237 (1), 27-35 (1995).
  25. Fink, L. S. Venom spitting by the green lynx spider, Peucetia viridans (Araneae, Oxyopidae). Journal of Arachnology. 12, 372-373 (1984).
  26. Herzig, V. Ontogenesis, gender, molting influence the venom yield in the spider Coremiocnemis tropix (Araneae, Theraphosidae). Journal of Venomous Research. 1, 76-83 (2010).
  27. Sahayaraj, K., Subramanium, M., Rivers, D. Biochemical and electrophoretic analyses of saliva from the predatory reduviid species Rhynocoris marginatus (Fab). Acta Biochimica Polonica. 60 (1), 91-97 (2013).

Tags

환경 과학 문제점 134 Heteroptera 진정한 버그 침노린재과 물장군과 독 소 타 액 통해 성희롱 독 선 입술 선 침 샘
독 독 소 암살자 버그와 다른 Heteropteran 곤충에서 수확
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Walker, A. A., Rosenthal, M.,More

Walker, A. A., Rosenthal, M., Undheim, E. E. A., King, G. F. Harvesting Venom Toxins from Assassin Bugs and Other Heteropteran Insects. J. Vis. Exp. (134), e57729, doi:10.3791/57729 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter