Eine genetische Entdeckung von UC Riverside könnte krankheitsübertragende Moskitos in Peter-Pan-Insekten verwandeln und verhindern, dass sie jemals reifen oder sich vermehren.
Im Jahr 2018 stellte der UCR-Entomologe Naoki Yamanaka im Gegensatz zu anerkannten wissenschaftlichen Erkenntnissen fest, dass ein wichtiges Steroidhormon Transportproteine benötigt, um in Fruchtfliegenzellen ein- oder auszutreten. Das Hormon Ecdyson wird als „Häutungshormon“ bezeichnet. Ohne sie werden Fliegen niemals reifen oder sich vermehren.
Vor seiner Entdeckung lehrten Lehrbücher, dass Ecdyson ungehindert durch Zellmembranen wandert und mit Leichtigkeit an ihnen vorbeigleitet. „Wir wissen jetzt, dass das nicht stimmt“, sagte Yamanaka.
Jede Insektenart benötigt Ecdyson für einen Teil ihrer Reise vom Ei zum nachkommenproduzierenden Erwachsenen. Und jedes Insekt, das Yamanaka getestet hat, besitzt auch den Ecdyson-Transporter, den er 2018 gefunden hat, sowie einige weitere, die in einer neuen Studie gefunden wurden. Aber in dieser neuen Studie stellte er fest, dass Mücken anders sind.
Mücken haben nur drei der vier Transportproteine, die Fruchtfliegen besitzen. Ihnen fehlt der wichtigste, primäre Ecdyson-Transporter.
„Dieser primäre fehlt irgendwie auf mysteriöse Weise in Moskitos“, sagte Yamanaka.
Diese Ergebnisse wurden nun im veröffentlicht Proceedings of the National Academy of Sciences.
Die Entdeckung öffnet die Tür zu einem mückenspezifischen Insektizid, das nützlichen Bienen oder anderen Bestäubern nicht schaden würde. Es würde jedoch Moskitos wie die in der Studie verwendeten Aedes aegypti betreffen, die Zika, Dengue, Gelbfieber, Chikungunya und andere Viren verbreiten.
„Wir können Chemikalien entwickeln, um die Funktionen dieser Ecdyson-Transporter zu blockieren, ohne jedoch den ursprünglichen Transporter zu beeinträchtigen, der für andere Insekten so wichtig ist“, sagte Yamanaka. „Die Chancen für Off-Target-Effekte wären gering.“
Eine verwandte UC Riverside-Studie unter der Leitung der Zellbiologin Sachiko Haga-Yamanaka versucht, ähnliche Hormontransportmechanismen beim Menschen zu lokalisieren.
„Lehrbücher sagen, dass Steroidhormone ungehindert in und aus menschlichen Zellen transportiert werden, aber aufgrund unserer Insektenforschung bezweifeln wir, dass dies der Fall ist“, sagte Yamanaka.
Yamanakas Forschung wurde von den National Institutes of Health finanziert. Sein Labor sucht nun nach Chemikalien, die die Ecdyson-Importeure der Moskitos blockieren können. Er untersucht auch Ecdyson-Transporter in anderen Tieren.
Es gibt andere Methoden, um sicherzustellen, dass sich lokale Moskitopopulationen nicht vermehren können. Sterile, bestrahlte männliche Moskitos in die Wildnis zu entlassen, um sich mit Weibchen zu paaren, führt zu Eiern, die nicht schlüpfen, eine Technik, die den Einsatz von Insektiziden überflüssig macht.
Obwohl es wirksame Methoden wie diese gibt, um lokale Moskitopopulationen zu kontrollieren, ist Yamanaka der Meinung, dass es wichtig ist, zusätzliche Tools zu entwickeln, damit wir mückenbezogene Probleme in vielen verschiedenen Szenarien behandeln können.
„Es ist unmöglich, Moskitos zum Aussterben zu bringen“, sagte Yamanaka. „Es ist gefährlich, sich auf ein einziges Werkzeug zu verlassen, um sie zu kontrollieren. Wenn sich das Klima erwärmt, schafft es noch günstigere Bedingungen für ihre Vermehrung, und sie werden wahrscheinlich nur zu einem größeren Problem, insbesondere in Südkalifornien.“
Lewis V. Hun et al, Wesentliche Funktionen von Moskito-Ecdyson-Importeuren bei Entwicklung und Reproduktion, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2202932119