Расшифрован первый полный геном постельного клопа

Ученые впервые собрали полный геном одного из древнейших и наименее любимых спутников человека — постельного клопа. Работа, проведенная исследователями из Американского музея естественной истории и Weill Cornell Medicine и опубликованная 2 февраля в Nature Communications, может помочь в борьбе с устойчивостью паразита к пестицидам. Данные также представляют собой богатый генетический ресурс для отслеживания активности клопов в организме человека и в городах, включая метро.

Обыкновенный постельный клоп (Cimex lectularius) связан с человеком тысячи лет. В последние десятилетия распространение отапливаемых домов и авиаперелетов ускорило заражение в городах, где у клопов есть постоянный доступ к крови и возможности мигрировать. Возрождение инфестаций с конца 1990-х годов во многом связано с эволюцией устойчивости насекомых к известным пестицидам.

Исследователи выделили ДНК и РНК из коллекционных образцов, включая популяцию, собранную в 1973 году. РНК отбирали у самцов и самок на каждой из шести стадий жизненного цикла, до и после приема крови, чтобы получить полную картину генома.

Ученые обнаружили, что количество генов оставалось довольно постоянным на протяжении всего жизненного цикла, но наблюдались заметные изменения в экспрессии генов, особенно после первого приема крови. Некоторые гены, экспрессирующиеся только после первого питания кровью, связаны с устойчивостью к инсектицидам, включая механизмы лучшей детоксикации и утолщения хитина (кожи). Это говорит о том, что клопы, вероятно, наиболее уязвимы на первой нимфальной стадии, что может сделать ее хорошей мишенью для будущих инсектицидов.

Также были идентифицированы три типа генов антикоагулянтов и их белки — признаки высокоспециализированного кровососа. При сравнении с 20 другими геномами членистоногих геном постельного клопа показал близкое родство с триатомовым клопом (Rhodnius prolixus), переносчиком болезни Шагаса, и платяной вошью (Pediculus humanus).

Микробиом клопа содержит более 1500 генов, соответствующих более чем 400 различным видам бактерий, что указывает на богатый набор эндосимбионтов, вероятно, необходимых для роста и размножения. Это означает, что антибиотики, атакующие полезные для клопов (но несущественные для человека) бактерии, могут дополнить контроль с помощью пестицидов.

Исследование также включило данные ДНК, собранные в более чем 1400 точках Нью-Йорка, включая все станции метро, для изучения разнообразия клопов. Были обнаружены различия в генетическом составе клопов, обитающих в разных частях города (следы ДНК на линиях метро "восток-запад" против "север-юг", между районами и на разных поверхностях). Это позволяет отслеживать пути миграции инфестаций в городской среде.