Секвенированы геномы комаров — переносчиков малярии

Международная команда учёных под руководством Норы Безански из Университета Нотр-Дам секвенировала геномы 16 видов комаров рода Anopheles со всего мира.

Комары Anopheles переносят паразитов малярии, которые ежегодно вызывают около 200 миллионов случаев заболевания и более 600 тысяч смертей. Однако из почти 500 различных видов Anopheles лишь несколько десятков могут переносить паразита, и лишь горстка видов ответственна за подавляющее большинство передач. Исследователи изучили генетические различия между смертоносными видами-переносчиками и их безвредными родственниками.

Две статьи, опубликованные в Science Express, описывают детальные геномные сравнения этих комаров и самого опасного из них — Anopheles gambiae. Результаты дают новое понимание того, как эти виды связаны между собой и как динамическая эволюция их геномов может способствовать их способности адаптироваться к новым средам и искать человеческую кровь.

Вариации в способности разных видов Anopheles передавать малярию («векторная способность») определяются многими факторами, включая предпочтения в питании и размножении, а также иммунные реакции на инфекции. До сих пор отсутствие геномных ресурсов для других Anopheles ограничивало сравнения небольшими исследованиями отдельных генов.

Для решения этих вопросов исследователи секвенировали геномы 16 видов Anopheles, выбранных из Африки, Азии, Европы и Латинской Америки, чтобы представить диапазон эволюционных расстояний от Anopheles gambiae, различных экологических условий и разной степени векторной способности.

После завершения секвенирования учёные со всего мира исследовали гены, вовлечённые в различные аспекты биологии комаров: репродуктивные процессы, иммунные ответы, устойчивость к инсектицидам и хемосенсорные механизмы. Проведены межвидовые сравнения генов с другими насекомыми для выявления эквивалентных генов и важных различий.

Исследование показало высокие скорости потери и приобретения генов у Anopheles — примерно в пять раз выше, чем у плодовых мух. Некоторые гены, например, участвующие в репродукции или кодирующие белки слюны, эволюционируют очень быстро и найдены только у наиболее близкородственных видов.

Полученные геномные последовательности также предоставили убедительные доказательства истинного родства между несколькими видами, очень близкими к Anopheles gambiae, но демонстрирующими разные черты, влияющие на их векторную способность.

«Наши результаты показывают, что наиболее эффективные переносчики не обязательно являются наиболее близкородственными видами, и что черты, усиливающие векторную способность, могут приобретаться посредством потока генов между видами», — сказала Безански.

Это исследование значительно улучшает понимание процесса потока генов между близкородственными видами и того, как он может влиять на эволюцию общих и отличных биологических характеристик комаров, таких как экологическая гибкость и векторная способность.