Генетика комаров может дать ключи к контролю над малярией

Смертельно опасный африканский вид комаров-переносчиков малярии имеет сложную эволюционную историю, как показало исследование учёных из Института наук о жизни Фралина в Виргинском технологическом университете.

Согласно исследованию, опубликованному на этой неделе в PLoS Pathogens, близкородственные африканские виды комаров неоднократно и независимо приобретали способность передавать человеческую малярию в ходе своей недавней эволюции. Работу провели Игорь Шарахов, доцент кафедры энтомологии, и аспирант Мериам Камали.

Это открытие может иметь значение для борьбы с малярией, позволив исследователям выявлять и нацеливаться на конкретные генетические изменения, связанные со способностью передавать паразита.

Малярия ежегодно уносит до 907 000 жизней, в основном среди детей в Африке к югу от Сахары. Комары рода Anopheles, кусающие в основном в сумерках и на рассвете, передают человеческую малярию, распространяя паразитов Plasmodium. Однако из более чем 400 видов комаров рода Anopheles эффективными переносчиками человеческой малярии являются лишь около 20.

Наиболее опасным из них является вид Anopheles gambiae, один из семи в комплексе Anopheles gambiae. Ранее считалось, что он недавно эволюционировал для передачи малярии. Однако открытия учёных показывают, что этот вид генетически связан с более древней, предковой линией.

Учёные использовали хромосомный анализ, чтобы сравнить расположение генов у комаров внутри и вне комплекса Anopheles gambiae и проследить эволюционные связи.

«Нашей целью было определить, как возникли разные виды в комплексе Anopheles gambiae, поскольку все они выглядят идентично, но имеют разное поведение и способность передавать человеческую малярию», — сказала Камали.

Восстанавливая эволюционную историю Anopheles gambiae, учёные выявили разрывы в ДНК, ведущие к новым хромосомным перестройкам. Используя эти перестройки, они показали неоднократную, «возвратно-поступательную» эволюцию способности передавать паразита.

«Эта любопытная гибкость "стоп-и-старт" может помочь нам лучше понять природу способности комара передавать малярию и ставит под вопрос, что движет этой генетической гибкостью», — отметил Шарахов.

Открытие является инновационным в области генетических исследований. Нора Безански, профессор биологических наук Университета Нотр-Дам, не участвовавшая в исследовании, отметила, что работа предполагает существование древнего полиморфизма 2La у гипотетического предка, который сохранялся у Anopheles gambiae всё это время. Подтверждение этого даст новое понимание эволюционной динамики хромосомных инверсий в целом.

Исследование было опубликовано в PLoS Pathogens 4 октября.