: 05.05.2022
Ученые расшифровали последовательность и открыли необычную архитектуру генома малярийных комаров
Эффективность современных вакцин против малярии низкая, поэтому профилактика этой болезни на сегодняшний день сводится к борьбе с малярийными комарами. Люди осушают болота и используют химические вещества (инсектициды) для обработки противомоскитных сеток и распыления в помещениях. Сейчас ученые продолжают искать другие, эффективные и безвредные для человека и окружающей среды способы справиться с этой инфекцией, включая новые способы избавления от ее носителей
Малярия, известная еще как тропическая или болотная лихорадка, вызывается одноклеточными паразитическими организмами из рода Plasmodium. Эта инфекция ежегодно уносит сотни тысяч человеческих жизней, в первую очередь на африканском континенте. Согласно данным ВОЗ, в 2020 г. именно в Африке было зарегистрировано 95% всех случаев малярии и 96% случаев летального исхода от этой болезни.
Но малярия встречается и в других регионах, причем теоретически она может распространиться даже в Сибири. Ведь малярийный плазмодий передается человеку через укусы носителей – инфицированных кровососущих комаров рода Anopheles, которые встречаются практически на всей территории нашей страны, исключая Крайний Север.
Специалисты насчитывают в мире около 4 тыс. видов малярийных комаров, из которых примерно 10% служат переносчиками малярии. На территории России встречаются 12 видов, и все они в той или иной мере способны к передаче этого заболевания. К примеру, в 1913 г. в Новосибирской области регистрировалось более 100 случаев малярии на 10 тыс. жителей, а в 1924 г. здесь появилась первая городская противомалярийная станция, а позже – и областная. В последние годы в области регистрировались лишь завозные случаи малярии, однако в результате потепления климата ситуация может измениться (Юрченко, Белевич, 2010)Наиболее перспективным направлением в борьбе с малярийными комарами является создание современных средств борьбы, которые действовали бы исключительно на этих двукрылых. Таких, к примеру, как высокотехнологичные препараты, содержащие компоненты системы редактирования генома, которые могут сами размножаться в организме насекомого. Суть этой идеи в том, что в популяции нежелательного вида в природных условиях начинается цепная мутагенная реакция, что приводит к замещению «нормальных» особей мутантными. Таким способом можно, к примеру, увеличить у комаров численность особей, которые не могут заразиться малярийным плазмодием. Но для подобных разработок необходимо досконально знать устройство генома этих комаров.
Недавно международная исследовательская группа под руководством специалистов из Политехнического университета Вирджиния (США) и новосибирского Института цитологии и генетики СО РАН расшифровали последовательности генома пяти видов комаров рода Anopheles и охарактеризовали его архитектуру на хромосомном уровне. Для этого они использовали так называемый метод Hi-C, позволяющий описать пространственную укладку ДНК внутри клеточных ядер.
Дело в том, что молекула ДНК очень длинная, и чтобы разместиться в крошечном клеточном ядре, она должна быть очень плотно свернута. При этом образовавшиеся во множестве петли располагаются неслучайно, и само их расположение относительно друг друга может меняться. Известно, что такая «архитектура» молекулы ДНК прямо влияет на работу генов, а ее нарушения связаны с развитием рядом наследственных заболеваний, несмотря на то, что в этом случае сами гены мутацией не затронуты.
Построив трехмерную геномную карту анофелесов, ученые обнаружили, что у этих насекомых формируются огромные петли ДНК. Благодаря этому могут контактировать участки генома, расположенные очень далеко (на расстоянии 10 млн пар оснований) друг от друга. Причем этот феномен оказался эволюционно очень древним – такой геном появился у комаров около 100 млн лет назад.
По мнению исследователей, речь идет о новом механизме образования петель в молекуле клеточной ДНК, и теперь осталось только выяснить, насколько он уникален и какие преимущества дает малярийным комарам. А данные расшифровки генома анофелесов помогут нам понять, как в ходе эволюции комары приспосабливаются к своей «кормовой базе», адаптируются к инсектицидам и переносу малярийного плазмодия. Все эти знания могут быть использованы против них.
Подготовлено на основе материалов пресс-службы ИЦиГ СО РАН (Новосибирск)
Фото: https://pixnio.com
: 05.05.2022 
