Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Malaria „odmładza” komary i ułatwia im rozmnażanie

Recommended Posts

Zarodziec malarii, choroby którą każdego roku zaraża się ponad 200 milionów osób, z czego 400 000 umiera, przynosi spore korzyści zainfekowanym nim komarom. Jak donoszą naukowcy z Vanderbilt University i Johns Hopkins University, zarodziec „odmładza komary”, ułatwia im znajdowanie pożywienia i reprodukcję. W zamian za to komar zapewnia mu dostęp do ludzi.

Analizy porównawcze mRNA pomiędzy zainfekowanymi i niezainfekowanymi komarami wykazały, że komary będące nosicielami zarodźca mają znacznie lepszy węch niż te niezainfekowane. To zaś znakomicie zwiększa ich szanse na znalezienie żywiciela, a tym samym szanse na reprodukcję.

To jednak nie wszystkie korzyści, jakie komar ma z zarodźca. Okazało się bowiem, że profil transkrypcyjny zainfekowanych komarów przypomina profil transkrypcyjny młodszych owadów. Fizjologia komarów-nosicieli zarodźca ma wszystkie cechy charakterystyczne młodszych osobników. Są bardziej skupione na rozmnażaniu się, mają silniejszy układ odpornościowy i generalnie są bardziej sprawne niż ich niezainfekowane rodzeństwo w tym samym średnim wieku, mówi profesor Laurence J. Zwiebel z Vanderbilt. Widzimy więc, że istnieje bardzo silny mechanizm utrzymania malarii w populacji. To wyjaśnia, dlaczego choroba ta jest tak bardzo rozpowszechniona na całym świecie.

Nasze badania pokazują, że mimo iż malaria jest dla człowieka i innych ssaków śmiertelnie groźnym patogenem, to dla komara zdecydowanie nie jest patogenem. Wręcz przeciwnie. Uzyskane przez nas dane wskazują na obopólne korzyści i symbiozę pomiędzy komarami a P. falciparium.

Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Nature, w artykule Transcriptome profiles of Anopheles gambiae harboring natural low-level Plasmodium infection reveal adaptive advantages for the mosquito.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wkrótce znowu zaczną prześladować nas komary. Walka z nimi trwa od zarania ludzkości. Obecnie jednak jesteśmy coraz lepiej do niej wyposażeni, a nauka przynosi odpowiedzi na kolejne pytania dotyczące tych jednych z najbardziej znienawidzonych owadów. Niedawno informowaliśmy, dlaczego niektórzy ludzie bardziej niż inni przyciągają komary. Teraz naukowcy zabrali się za stworzenie mapy receptorów, które pomagają komarom wykrywać szczególnie atrakcyjne zapachy ludzkiej skóry.
      Receptory te odgrywają ważną rolę w rozpoznawaniu przez komary ludzi, którzy będą dla nich najbardziej atrakcyjnym źródłem pożywienia. Zrozumienie molekularnych mechanizmów biologicznych wyczuwania zapachów przez komary jest kluczowym elementem do opracowania repelentów i zmniejszenia liczby zachorowań spowodowanych ugryzieniami komarów, mówi główny autor badań, profesor Christopher Potter z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Uczony przypomina, że każdego roku na choroby przenoszone przez komary zapady około 700 milionów ludzi, a czego umiera około 750 000. Podejmowane są różne próby kontrolowania populacji komarów, jednak priorytetem jest opracowanie metod zaburzenia wykrywania ludzi przez komary.
      Wiemy już, że komary do wykrywania ofiar wykorzystują receptory zapachowe, smakowe i jonotropowe. Najlepiej przebadane zostały receptory zapachowe. To prawdopodobnie one pozwalają komarom odróżnić ludzi od innych zwierząt. Receptory smakowe służą owadom do wykrywania dwutlenku węgla, a za pomocą receptorów jonotropowych komar rozpoznaje kwasy i aminy obecne w ludzkiej skórze. Jak wynika ze wspomnianych już badań, skóra osób wysoce atrakcyjnych dla komarów wytwarza więcej kwasów karboksylowych.
      Na łamach Cell Reports naukowcy opisali badania nad receptorami w czułkach 10 samic i 10 samców komarów. Co prawda ludzi gryzą samice, ale część badań sugeruje, że samce również są przyciągane przez ludzi.
      Potter i jego zespół poszukiwali neuronów, w których dochodzi do ekspresji receptorów jonotropowych. Wykorzystali przy tym technikę fluorescencyjej hybrydyzacji in situ. Pozwala ona na wykrywanie w materiale genetycznym interesującej nas sekwencji DNA. Naukowcy zauważyli, że receptory jonotropowe są rozłożone w całych czułkach komarów, ale najwięcej z nich skupionych jest w części dystalnej, najdalszej od głowy. Okazało się jednak, że i w części proksymalnej – najbliższej głowie – zagęszczenie receptorów jonotropowych również jest większe niż gdzie indziej. To pokazuje, jak mówi Potter, że czułki komarów są bardziej złożone niż dotychczas sądzono.
      Naukowcom udało się też zidentyfikować pary receptorów, które pozwalają przewidzieć, czy receptor jonotropowy reaguje na kwasy czy aminy. Wykorzystując metody inżynierii genetycznej do wizualizowania reakcji receptora Ir41c zauważyli, że odpowiednie neurony są aktywowany przez jedną z amin, ale hamowany przez inną aminę. Potter podejrzewa, że dzięki temu komary mogą precyzyjnie wykrywać zapachy. Podczas przyszłych badań Potter i jego grupa chcą zidentyfikować konkretne receptory jonotropowe, które powodują, że ludzki zapach jest tak atrakcyjny dla komarów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Komary zainfekowane wirusem dengi, są bardziej wrażliwe na wyższe temperatury, donoszą naukowcy z Pennsylvania State University. Zauważyli też podobną zależność w przypadku komarów zainfekowanych bakterią Wolbachia, która jest używana do zmniejszenia zdolności komarów do przenoszenia wirusów. Oba odkrycia oznaczają, że globalne ocieplenie może ograniczać rozprzestrzenianie się dengi, ale jednocześnie zmniejsza efektywność Wolbachii jako biologicznego czynnika kontrolującego rozprzestrzenianie się różnych chorób wirusowych.
      Denga to potencjalnie śmiertelna choroba, na którą nie ma lekarstwa. Jest ona przenoszona przez komary z gatunku Aedes aegypti. Gatunek ten jest odpowiedzialny również za przenoszenie innych chorób wirusowych, jak zika, chikungunya i żółta gorączka, mówi profesor Elizabeth McGraw, dziekan Wydziału Biologii na Penn State. Globalne ocieplenie oraz zwiększająca się urbanizacja spowodują, że do roku 2050 Aedes aegypti będą występowały na terenach zamieszkanych przez 50% ludzkości. To dramatycznie zwiększy liczbę osób narażonych na infekcje tymi wirusami, dodaje.
      Chcąc temu zapobiec, w ostatnich latach naukowcy prowadzą prace polegające na infekowaniu komarów bakterią Wolbachia i wypuszczaniu ich. Wolbachia jest nieszkodliwa dla ludzi i środowiska. Gdy znajduje się w organizmie komara uniemożliwia obecnym tam wirusom namnażanie się. Co ważne, Wolbachia jest przekazywana kolejnemu pokoleniu, dzięki czemu zyskujemy tani i łatwy sposób kontrolowania chorób wirusowych przenoszonych przez komary.
      McGraw wyjaśnia, że wirus dengi oraz Wolbachia infekują różne tkanki w organizmie komara. Nie czynią mu krzywdy, ale wywołują reakcję układ odpornościowego. Naukowcy zaczęli przypuszczać, że jeśli do wywołującego stres czynnika jakim jest infekcja, dodamy kolejny, czyli podwyższoną temperaturę, może to niekorzystnie wpłynąć na komary.
      By to zbadać uczeni zamykali komary we fiolkach, która następnie zanurzali w wodzie o temperaturze 42 stopni i obserwowali, na ile zwierzęta są ruchliwe.
      Badania wykazały, że komary zainfekowane dengą traciły ruchliwość trzykrotnie szybciej niż komary niezainfekowane. W przypadku infekcji Wolbachią zwierzęta traciły ruchliwość 4-krotnie szybciej niż niezainfekowana grupa kontrolna. Co interesujące, nie zaobserwowano, by komary będące nosicielami i dengi i Wolbachii traciły ruchliwość szybciej, niż te zainfekowane jednym z patogenów.
      Badania wskazują więc, że o ile globalne ocieplenie będzie czynnikiem limitującym rozprzestrzenianie się dengi, to jednocześnie może zniweczyć wysiłki na rzecz wykorzystania Wolbachii do kontroli innych chorób zakaźnych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Malaria to jedna z najpoważniejszych chorób trapiących ludzkość. W roku 2019 na świecie zanotowano 229 milionów przypadków tej choroby. Zmarło 409 000 osób, w tym 274 000 dzieci. Choroba powodowana jest przez pięć gatunków pierwotniaków z rodzaju Plasmodium. Przenoszone są one przez komary z rodzaju Anopheles (widliszek). Naukowcy donieśli właśnie o obiecującej metodzie walki z malarią, która polega na modyfikacji genów układu pokarmowego komarów.
      Wspomniane badania wykorzystują technikę CRISPR-Cas9 do takiego zmodyfikowania genomu komarów, by zablokować ich zdolność do przenoszenia zarodźców. Sięganie po techniki genetyczne stało się koniecznością w obliczu rosnącej odporności komarów na pestycydy i oporności zarodźca malarii na leki przeciwmalaryczne.
      Edycja genów to obiecujące narzędzie kontroli malarii. Potrzebowaliśmy jednak bezpiecznej metody przetestowania takich narzędzi w krajach, gdzie malaria najczęściej występuje, mówi główna autorka badań Astrid Hoermann z Imperial College London.
      Naukowcy zmodyfikowali genetycznie komara Anopheles gambiae. Wykorzystali przy tym technologię CRISPR-Cas9 by wprowadzić do jego DNA gen kodujący proteinę antymalaryczną. Umieszczono ją wśród genów, które aktywują się, gdy komar się pożywia. Cała manipulacja została przeprowadzona w ten sposób, by antymalaryczny gen był przekazywany potomstwu.
      Następnie uczeni hodowali zmodyfikowane komary, by sprawdzić, czy pozostaną zdrowe i czy są zdolne do rozmnażania się. Sprawdzali też, jak w przewodzie pokarmowym zmodyfikowanych komarów rozwija się zarodziec. Badania dostarczyły wstępnych dowodów wskazujących, że taka modyfikacja genetyczna może być skuteczną metodą walki z malarią.
      To pasywne modyfikacje. Można je przetestować w warunkach polowych, by upewnić się, że są bezpieczne i efektywnie blokują pasożyta, bez ryzyka przypadkowego rozprzestrzenienia się w środowisku, wyjaśnia Nikolai Windbichler z Imperial College London.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Łowcy-zbieracze Homo sapiens poszukują żywności, rozmnażają się, dzielą się opieką nad potomstwem i organizują swoje społeczności podobnie, jak czynią to ssaki i ptaki zamieszkujące tę samą okolicę. Z badań opublikowanych na łamach Science dowiadujemy się, że to czynniki środowiskowe są głównym elementem decydującym o zachowaniu zarówno ludzi jak i innych gatunków zwierząt.
      Międzynarodowy zespół naukowy przeanalizował dane z ponad 300 różnych miejsc na świecie. Obserwowano strategie zbierania pożywienia przez ludzi, inne ssaki oraz ptaki zamieszkujące te same okolice. Okazało się, że w odniesieniu do niemal wszystkich badanych elementów zachowania – 14 z 15 elementów obserwowanych – ludzie zachowują się podobnie jak większość innych gatunków zwierząt żyjących w tej samej okolicy.
      Wcześniejsze badania skupiały się na badaniu wpływu czynników środowiskowych na zachowanie blisko spokrewnionych gatunków. To pierwsze badania, w czasie których porównano tak różne gatunki jak ludzie, ssaki nieczłowiekowate i ptaki. Zebrane przez nas dowody pokazują, jak wszechobecny i spójny pomiędzy gatunkami jest wpływ środowiska na zachowanie. Podobieństwa nie ograniczają się tylko do zachowań bezpośrednio powiązanych ze środowiskiem jak znajdowanie żywności. W tym przypadku mogliśmy spodziewać się podobieństw. Jednak okazało się, że środowisko wpływa też na reprodukcję i zachowania społeczne, które mogłyby wydawać się mniej zależne od lokalnego otoczenia, mówi doktor Toman Barsbai z Uniwersytetu w Bristolu.
      Naukowcy zauważyli na przykład, że w środowiskach, gdzie ludzie większość pożywienia zdobywają polując, istnieje też większy niż gdzie indziej odsetek mięsożernych ssaków i ptaków. Podobne zależności stwierdzono w przypadku łowienia ryb, odległości, jaką należy pokonywać, by zapewnić sobie pożywienie, odnośnie przechowywania żywności oraz migracji. W różnych lokalizacjach badane gatunki zachowywały się podobnie.
      Jeśli chodzi o zachowania reprodukcyjne, to pomiędzy różnymi populacjami zaobserwowano duże różnice odnośnie czasu pierwszego rozmnażania się przez poszczególne osobniki. W niektórych ludzkich populacjach przeciętny mężczyzna ma pierwsze dziecko w wieku 30 lat lub starszym. W innych zaś ojcowie mogą mieć mniej niż 20 lat. Dokładnie takie same zachowania zauważono wśród innych gatunków. Tam, gdzie mężczyźni byli starsi w momencie spłodzenia pierwszego potomka, starsze były też ptaki i ssaki rozmnażające się po raz pierwszy. Tam, gdzie ludzie wcześniej zostawali rodzicami, wcześniej rozmnażały się też inne gatunki. Badacze zauważyli też liczne inne podobieństwa związane z reprodukcją, takie jak odsetek osobników posiadających wielu partnerów seksualnych, jak daleko osobnik przenosi się, by żyć z nowym partnerem i z jakim prawdopodobieństwem para się rozstanie.
      Podobieństwa są widoczne też w interakcjach społecznych. Są miejsca, gdzie opieka nad potomstwem jest równo dzielona pomiędzy rodzicami, miejsca, gdzie opieką zajmuje się większa grupa i miejsca, gdzie większość opieki spada na jednego z rodziców. I znowu zauważono tutaj podobieństwa pomiędzy ludźmi a lokalnie występującymi gatunkami zwierząt.
      Byliśmy zaskoczeni tymi podobieństwami. Można by się spodziewać, że różne gatunki będą w bardzo różny sposób wchodziły w interakcje ze swoim środowiskiem. Nawet jeśli kończy się to takim samym zachowaniem, prawdopodobnie droga dochodzenia do niego jest różna. Na przykład nasza ludzka elastyczność zachowań, pozwalająca nam dostosowywać zachowanie do warunków panujących na całym świecie, jest prawdopodobnie możliwa dlatego, że uczymy się od innych ludzi i potrafimy gromadzić wiedzę przez pokolenia, mówi doktor Dieter Lukas z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka.
      Powyższe badania skupiały się na tych populacjach ludzkich, które pozyskują większość pożywienia z otaczającego ich środowiska za pomocą technik zbierackich i łowieckich. Bardzo interesujące byłoby zbadania, jak bardzo lokalne środowisko wpływa na społeczności, które polegają na rolnictwie i handlu. Często postrzega się rolnictwo jako bufor odgradzający człowieka od otoczenia. Jednak członkowie takich społeczności mogą nie być tak odseparowani od swojego środowiska jak nam się wydaje, a ich zachowanie wciąż może wykazywać adaptacje środowiskowe, do jakich doszło przed pojawieniem się rolnictwa, dodaje doktor Andreas Pondorfer z Uniwersytetu w Bonn i Uniwersytetu Technicznego w Monachium.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W budownictwie od dawna wykorzystuje się materiały pochodzenia biologicznego, np. drewno. Gdy się ich używa, nie są już jednak żywe. A gdyby tak stworzyć żyjący budulec, który jest w stanie się rozrastać, a przy okazji ma mniejszy ślad węglowy? Naukowcy nie poprzestali na zadawaniu pytań i zabrali się do pracy, dzięki czemu uzyskali beton i cegły z bakteriami.
      Zespół z Uniwersytetu Kolorado w Boulder podkreśla, że skoro udało się utrzymać przy życiu pewną część bakterii, żyjące, i to dosłownie, budynki nie są wcale tylko i wyłącznie pieśnią przyszłości.
      Pewnego dnia takie struktury będą mogły, na przykład, same zasklepiać pęknięcia, usuwać z powietrza niebezpieczne toksyny, a nawet świecić w wybranym czasie.
      Na razie technologia znajduje się w powijakach, ale niewykluczone, że kiedyś żyjące materiały poprawią wydajność i ekologiczność produkcji materiałów budowlanych, a także pozwolą im wyczuwać i wchodzić w interakcje ze środowiskiem - podkreśla Chelsea Heveran.
      Jak dodaje Wil Srubar, obecnie wytworzenie cementu i betonu do konstruowania dróg, mostów, drapaczy chmur itp. generuje blisko 6% rocznej światowej emisji dwutlenku węgla.
      Wg Srubara, rozwiązaniem jest "zatrudnienie" bakterii. Amerykanie eksperymentowali z sinicami z rodzaju Synechococcus. W odpowiednich warunkach pochłaniają one CO2, który wspomaga ich wzrost, i wytwarzają węglan wapnia (CaCO3).
      Naukowcy wyjaśnili, w jaki sposób uzyskali LBMs (od ang. living building material, czyli żyjący materiał), na łamach pisma Matter. Na początku szczepili piasek żelatyną, pożywkami oraz bakteriami Synechococcus sp. PCC 7002. Wybrali właśnie żelatynę, bo temperatura jej topnienia i przejścia żelu w zol wynosi ok. 37°C, co oznacza, że jest kompatybilna z temperaturami, w jakich sinice mogą przeżyć. Poza tym, schnąc, żelatynowe rusztowania wzmacniają się na drodze sieciowania fizycznego. LBM trzeba schłodzić, by mogła się wytworzyć trójwymiarowa hydrożelowa sieć, wzmocniona biogenicznym CaCO3.
      Przypomina to nieco robienie chrupiących ryżowych słodyczy, gdy pianki marshmallow usztywnia się, dodając twarde drobinki.
      Akademicy stworzyli łuki, kostki o wymiarach 50x50x50 mm, które były w stanie utrzymać ciężar dorosłej osoby, i cegły wielkości pudełka po butach. Wszystkie były na początku zielone (sinice to fotosyntetyzujące bakterie), ale stopniowo brązowiały w miarę wysychania.
      Ich plusem, poza wspomnianym wcześniej wychwytem CO2, jest zdolność do regeneracji. Kiedy przetniemy cegłę na pół i uzupełnimy składniki odżywcze, piasek, żelatynę oraz ciepłą wodę, bakterie z oryginalnej części wrosną w dodany materiał. W ten sposób z każdej połówki odrośnie cała cegła.
      Wyliczenia pokazały, że w przypadku cegieł po 30 dniach żywotność zachowało 9-14% kolonii bakteryjnych. Gdy bakterie dodawano do betonu, by uzyskać samonaprawiające się materiały, wskaźnik przeżywalności wynosił poniżej 1%.
      Wiemy, że bakterie rosną w tempie wykładniczym. To coś innego niż, na przykład, drukowanie bloku w 3D lub formowanie cegły. Gdybyśmy mogli uzyskiwać nasze materiały [budowlane] na drodze biologicznej, również bylibyśmy w stanie produkować je w skali wykładniczej.
      Kolejnym krokiem ekipy jest analiza potencjalnych zastosowań platformy materiałowej. Można by dodawać bakterie o różnych właściwościach i uzyskiwać nowe materiały z funkcjami biologicznymi, np. wyczuwające i reagujące na toksyny w powietrzu.
      Budowanie w miejscach, gdzie zasoby są mocno ograniczone, np. na pustyni czy nawet na innej planecie, np. na Marsie? Czemu nie. W surowych środowiskach LBM będą się sprawować szczególnie dobrze, ponieważ do wzrostu wykorzystują światło słoneczne i potrzebują bardzo mało materiałów egzogennych. [...] Na Marsa nie zabierzemy ze sobą worka cementu. Kiedy wreszcie się tam wyprawimy, myślę, że naprawdę postawimy na biologię.
      Badania sfinansowała DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych).

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...