太热无法处理:细胞质不亲和性的丧失可能阻碍沃尔巴克氏菌为中心的疾病控制

一项新的研究表明,气温上升可以降低沃尔巴克氏体属感染蚊子,放松了对蚊子繁殖的控制。这是部署的病媒传播疾病控制方案的一个重要考虑因素沃尔巴克氏体属作为一种控制措施

沃尔巴克氏体属细菌是一种共生体,能感染多种昆虫。通过母系传播,它们对寄主繁殖能力的复杂影响是值得注意的。根据细菌和宿主的种类、菌株,沃尔巴克氏体属感染可能导致女性化、男性死亡甚至孤雌生殖——没有男性的生殖——所有这些都是为了最大限度地增加女性传播。

寨卡病毒的数字彩色透射电子显微镜(TEM)图像。来源:疾病预防控制中心

它们对疾病的传播也有重大影响。的一些压力沃尔巴克氏体属直接抑制病毒在宿主体内的复制,包括登革热、黄热病和寨卡病毒等主要病媒传播疾病。另一些则可以增强疟疾的抵抗力(见希拉里·赫德的博客生物电控制使用沃尔巴克氏体属,抗击疟疾的战争).即使没有这些明显的能力,通过结合适应度负担和繁殖优势来改变宿主的种群动态,沃尔巴克氏体属可以显著减少疾病的传播和总体负担。因此,它们对疾病控制项目有相当大的意义,许多有前途的试验和试点计划正在全球范围内进行。

胞质不相容

的一个结果沃尔巴克氏体属蚊子感染是胞质不相容(CI).这是一种由共生体改变受感染配子所导致的情况,受感染的雄性只能与感染同一品系的雌性成功繁殖。这就产生了一种偏见,有助于维持沃尔巴克氏体属在一个种群中,但只有当它的流行率达到某个点——入侵阈值。疾病控制项目通过大量释放受感染的蚊子来克服这一门槛,然后依靠细菌的非自然选择让感染继续下去。

一个最近的研究发现这种细胞质不亲和性在高温环境中可能丢失,这是一个潜在的障碍,否则有希望的疾病控制策略。

这个实验

在澳大利亚凯恩斯的雨季,罗斯等人饲养了大量的Ae。蚊感染wMel菌株的幼虫沃尔巴克氏体属.在两个实验过程中,用网格密封的装满水的容器被放置在野外,创造出阴影、部分阴影和完全暴露的环境,第二次是在今年晚些时候温度更高的时候。每只幼体装载约100只刚孵化的幼体,感染wMel。一周后,这些蚊子作为蛹被收集起来,并被带到实验室,成为成虫。建立了与未感染和未感染伴侣杂交的细胞质不亲和性试验。采用QPCR方法进行鉴定沃尔巴克氏体属密度和流行率的处理标本。除了这个初步实验外,还将染病和未染病的鸡蛋分批在温度范围内的热循环器中孵育,以研究两者之间的关系沃尔巴克氏体属感染与热耐受性Ae。蚊鸡蛋。

结果

埃及伊蚊鸡蛋(图片由Kimberlie La Mora提供)
https://farm9.staticflickr.com/8438/7830698460_cfe2727e34.jpg

由于极端温度(高达43˚C),在完全暴露环境中存活的幼虫死亡率非常高。在少数幸存下来的人中,没有沃尔巴克氏体属发现感染。大部分数据来源于部分遮荫种群和完全遮荫种群,分别为23.7-35.3˚C和23.2-29.6˚C。

热应激被证实可以减少wMel感染中的胞质不亲和性。来自较热、部分荫蔽栖息地的受感染雄性能够在约40%的杂交后代中与未受感染的雌性繁殖,同时大大降低了它们与受感染雌性的繁殖成功率——与未受感染的雄性杂交后代相比,卵孵化率几乎减少了80%。最重要的是,许多在较热容器中饲养的标本被完全清除了感染,而那些持续存在的标本的密度则低得多(仅为控制的0.2% !)

细胞质不亲和性的可靠机制的丧失很可能导致沃尔巴克氏体属感染在现场更短暂。除此之外,病毒阻断活动需要高密度的沃尔巴克氏体属感染因此,即使在感染频率相对较高的情况下,热应激本身的消耗也可能损害疾病控制能力。

此外,沃尔巴克氏体属感染实际上会降低热耐受Ae。蚊鸡蛋。这给感染增加了额外的健康成本,降低了它维持自身的能力。

引起人们的关注呢?

埃及伊蚊。资料来源:维基百科

研究人员指出,尽管他们的结果在实验中具有戏剧性,但不应该被认为是一种谴责沃尔巴克氏体属疾病控制。wMel感染Ae。蚊已经在包括凯恩斯在内的许多高温环境中建立并保持了高频率。据推测,即使这些费用也不足以阻止这里的维护。不过,它可以解释不同的情况,如感染没有达到预期的程度(O 'Neill等人2018年Hoffmann等人2014年),并且可以预期在更热的气候中重复相同的策略会造成问题。替代的沃尔巴克氏体属可能会更好,而且最初释放受感染蚊子的规模可能会扩大,以越过更高的入侵门槛。这一策略仍有希望,但需要对背景进行一些调整。

在BugBitten的主页上查看最新的帖子

评论