Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Skąd komar wie, że człowiek jest smaczny? Mówią o tym receptory jonotropowe w czułkach
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
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 -
przez 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 -
przez 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 -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Washington stworzyli Smellicopter, autonomicznego drona, który wykorzystuje czułki ćmy do nawigowania w stronę źródła zapachu. Takie drony mogłyby dostać się w miejsca niedostępne lub niebezpieczne, lokalizując wyciek gazu, ofiary katastrof, materiały wybuchowe itp.
Stworzone przez człowieka czujniki zapachu nie mają najmniejszych szans z naturą, mówi główna autorka badań, doktorantka Melanie Anderson. Dzięki wykorzystaniu w Smellicopterze prawdziwych czułków ćmy mogliśmy skorzystać zarówno z olbrzymiej czułości organizmów naturalnych, jak i z robotycznej platformy, której pracę możemy kontrolować.
Komórki w czułkach ćmy wzmacniają sygnały zapachowe. Ćma ma bardzo wydajny mechanizm, pojedyncza molekuła może wywołać reakcję licznych komórek. To niezwykle wydajny, precyzyjny i szybki proces, dodaje profesor Thomas Daniel, promotor Anderson.
Naukowcy wykorzystali czułki zawisaka tytoniowego (Manduca sexta). Zwierzęta były usypiane w zamrażarce przed odcięciem czułków. Po usunięciu czułki działały przez cztery godziny, a czas ten można wydłużyć utrzymując je w niskiej temperaturze. Do czułków dołączono okablowanie podłączone do obwodu elektrycznego. W ten sposób można było mierzyć uśredniony sygnał przekazywany przez wszystkie komórki czułków. Takie urządzenie porównano z wydajnością całkowicie sztucznego czujnika zapachów. Okazało się, że ten przygotowany na potrzeby Smellicoptera działa znacznie szybciej.
Podstawą do zbudowania Smellicopetera był niewielki opensource'owy dron z czterema wirnikami, do którego użytkownik może dodawać nowe elementy. Uczeni wyposażyli go w dwa dodatkowe stateczniki, dzięki którym był ciągle skierowany pod wiatr.
Z robotycznego punktu widzenia, to genialne rozwiązanie. Klasyczne podejście do robotyki zakłada dodawanie kolejnych czujników i ewentualnie stworzenie wymyślnego algorytmu lub maszynowego uczenia się do wyczuwania kierunku wiatru. A tu okazuje się, że wystarczy dodać stateczniki, stwierdza współautor badań profesor Sawyer Fuller.
Również sposób pracy Smellicoptera jest bardzo prosty. Naukowcy określają tylko pewien zakres sygnałów, których ma poszukiwać. Wypuszczony z ręki dron najpierw leci w lewo na określoną odległość. Jeśli jego drogi nie przetnie żaden zapach mieszczący się w zakresie, zawraca i leci w prawo. Gdy zaś trafi na zapach, leci w jego kierunku.
Dzięki czterem czujnikom na podczerwień, z których każdy próbkuje otoczenie 10 razy na sekundę, dron potrafi omijać przeszkody. Ponadto Smellicopter nie korzysta z GPS-a a z niewielkiej kamery. Widzi więc otoczenie, dzięki czemu może pracować w pomieszczeniach, pod ziemią czy w rurociągach.
W czasie testów naukowcy wykorzystali fakt, że czułki ćmy w sposób naturalny są wrażliwe na zapachy kwiatów. Jednak naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości uda się całość dostroić do innych zapachów, jak np. dwutlenek węgla wydychany przez osobę uwięzioną pod gruzami czy sygnatury chemiczne środków wybuchowych.
Odnajdowanie źródła zapachu to idealne zadanie dla niewielkich dronów. Duże urządzenia są w stanie zabrać na pokład całą masę czujników i za ich pomocą budować mapę otoczenia. W małej skali tego nie robimy. Jedyne, czego potrzebujemy, by odnaleźć źródło zapachu to możliwość ustawienia się w jego kierunku i omijania przeszkód. Nie musimy mieć do tego zaawansowanych czujników. Wystarczy czujnik zapachu. A Smellicopter jest w tym naprawdę dobry, mówi Fuller.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wstępne wyniki badań nad zainfekowanymi komarami dają nadzieję, że lepiej uda się kontrolować choroby tropikalne przenoszone przez te owady. W niektórych miejscach na świecie naukowcy wypuścili komary zarażone bakterią Wolbachia pipientis, która blokuje zdolność komarów do przenoszenia takich chorób jak denga, Zika czy chikungunya.
Badania prowadzone przez niedochodową organizację World Mosquito Program (WMP) dają bardzo obiecujące wyniki. W niektórych miejscach liczba przypadków dengi zmniejszyła się aż o 76%.
Wolbachia w sposób naturalny zaraża wiele owadów, ale nie komara Aedes aegypti. To pochodzący z Afryki i rozpowszechniony na całym świecie w strefach tropikalnych i subtropikalnych owad, który roznosi takie choroby jak gorączka Mayaro, denga, Zika, chikungunya, żółta gorączka i wiele innych chorób. Dlatego też naukowcy postanowili sztucznie infekować jaja Aedes aegypti i wypuszczać osobniki, które się z nich wykluły, w obszarach, na których prowadzone są eksperymenty. Tak zarażone dorosłe przekazują bakterię swojemu potomstwu. A gdy już Wolbachia dostanie się do komórek gospodarza, bakteria ta uniemożliwia wirusom takim jak denga replikowanie się, zatem komar nie zaraża.
Naukowcy z WMP już kilka tygodni temu poinformowali, że po tym, jak 4 lata temu wypuścili w pobliżu australijskiego miasta Townsville komary zarażone Wolbachią, zanotowano tam tylko 4 przypadki dengi. Tymczasem w każdym wcześniejszym 4-letnim okresie od roku 2001 dengę diagnozowano tam u co najmniej 69 osób. To obiecujące dane, ale naukowcy potrzebowali czegoś więcej – danych, które pozwoliłyby porównać liczbę zachorowań na terenie, na którym wypuszczono zarażone A. aegypti z liczbą zachorowań na sąsiednim terenie, gdzie takich komarów nie wprowadzono.
I takie informacje przekazano właśnie podczas dorocznego spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Medycyny Tropikalnej i Higieny. Pracująca dla WMP epidemiolog Katie Anders z australijskiego Monash University ujawniła dane z kontrolowanych testów polowych. Jeden z takich testów przeprowadzono na obrzeżach miasta Yogyakarta w Indonezji. W ciągu 2,5 roku od wypuszczenia komarów zarażonych Wolbachią zanotowano tam o 76% mniej przypadków dengi niż na pobliskim obszarze kontrolnym. Z kolei w pobliżu brazylijskiego miasta Niterói liczba przypadków chikungunyi zmniejszyła się o 75% w porównaniu z kontrolowanym obszarem. Tutaj ocena wpływu na zarażenia dengą była trudna, gdyż choroba ta rzadko tam występuje.
Anders przyznaje, że dane te są obarczone ryzykiem błędu, gdyż wszystko zależy od tego, jak lokalni urzędnicy je zbierają, ponadto mogą pojawić się błędy w diagnozowaniu chorób, jednak mimo to napawają one optymizmem.
Nie zawsze jednak opracowana przez naukowców metoda będzie działała. Naukowcy z Monash University zauważyli na przykład, że na badanym przez nich obszarze w Wietnamie doszło do gwałtownego spadku liczby komarów A. aegypti będących nosicielami Wolbachii pipientis. Uczeni sądzą, że mogły się do tego przyczynić upały. Eksperymenty laboratoryjne wykazały bowiem, że przy wysokich temperaturach u larw komarów występuje mniej bakterii.
Podobne eksperymenty są jednak prowadzone również przez inne zespoły. Steven Sinkins z University of Glasgow wraz z zespołem zaraża komary innym szczepem Wolbachii, bardziej odpornym na wysokie temperatury. Niedawno naukowcy poinformowali, że na 6 obszarach Kuala Lumpur, gdzie wypuszczono takie komary, liczba przypadków dengi była o 40% mniejsza niż na obszarach kontrolnych.
Obecnie oba zespoły prowadzą eksperymenty na większą skalę. W centrum Yogyakarty WMP wyznaczył 24 obszary, na których wypuszczono komary i obszary kontrolne. Dane na temat zachorowań będą zbierane od lokalnych klinik, gdzie będzie można odróżnić dengę od innych chorób powodujących gorączkę. Jak mówi biolog ewolucyjny Fred Golud z North Carolina State University, takie badania to „złoty standard” tego typu eksperymentów. Wstępne wyniki powinny być dostępne już w przyszłym roku. Jeśli będą one równie obiecujące, co dotychczasowe, można się spodziewać, że WHO zatwierdzi wypuszczanie na wolność zarażonych Wolbachią komarów jako metodę walki z chorobami przenoszonymi przez te owady.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.