Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sử dụng kỹ thuật phân loại tuổi theo kiểu phiên mã để xác định tuổi niên đại của muỗi cái Aedes aegypti và Aedes albopictus ở Sri Lanka
Tóm tắt
Aedes aegypti và Ae. albopictus là các véc-tơ quan trọng của các bệnh truyền nhiễm ở người như sốt dengue, chikungunya và zika. Tại Sri Lanka, chúng đã chịu trách nhiệm truyền virus dengue. Một trong những thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến khả năng truyền virus arbovirus là cấu trúc tuổi của quần thể muỗi. Tuy nhiên, tuổi của muỗi rất khó để đo chính xác. Nghiên cứu này nhằm xây dựng các mô hình hiệu chuẩn đa biến bằng cách sử dụng sự phong phú phiên mã của ba gen nhạy cảm với tuổi: Ae15848 (protein gắn canxi), Ae8505 (thành phần cấu trúc của lớp cutin), và Ae4274 (chu kỳ tế bào fizzy/chu kỳ phân chia tế bào 20). Kỹ thuật phân loại tuổi theo kiểu phiên mã đã được áp dụng để xác định tuổi niên đại của quần thể muỗi cái Ae. aegypti và Ae. albopictus từ Sri Lanka bằng cách sử dụng các gen nhạy cảm với tuổi Ae15848, Ae8505 và Ae4274. Hơn nữa, các mẫu Ae. aegypti được thu thập từ các thuộc địa nuôi ở hai nhiệt độ (23 và 27 °C) đã được sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến kỹ thuật phân loại tuổi này. Mức độ biểu hiện của ba gen này đã được định lượng bằng cách sử dụng PCR định lượng cho phiên mã ngược (qRT-PCR), và kết quả đã được chuẩn hóa với gen housekeeping ribosomal gene S17 (RpS17). Biểu hiện của Ae15848 và Ae8505 giảm dần theo tuổi của muỗi và cho thấy sự thay đổi rõ rệt và nhất quán nhất trong khi biểu hiện của Ae4274 tăng lên theo tuổi. Các mô hình hiệu chuẩn đa biến cho thấy mối tương quan > 80% giữa biểu hiện của các gen nhạy cảm với tuổi và tuổi của muỗi cái ở cả hai nhiệt độ. Tại 27 °C, độ chính xác của việc dự đoán tuổi bằng các mô hình là 2.19 (± 1.66) ngày và 2.58 (± 2.06) ngày cho muỗi cái Ae. aegypti và Ae. albopictus, tương ứng. Độ chính xác của mô hình cho Ae. aegypti ở 23 °C là 3.42 (± 2.74) ngày. Sự khác biệt về nhiệt độ nuôi trưởng thành 4 °C (23–27 °C) không ảnh hưởng đáng kể đến việc dự đoán tuổi. Các mô hình hiệu chuẩn được tạo ra trong nghiên cứu này có thể được sử dụng thành công để ước lượng tuổi của muỗi hoang dã Ae. aegypti và Ae. albopictus từ Sri Lanka.
Từ khóa
#Aedes aegypti #Ae. albopictus #tuổi muỗi #gen nhạy cảm tuổi #kỹ thuật phân loại tuổi #Sri LankaTài liệu tham khảo
Chan M, Johansson MA. The incubation periods of dengue viruses. PLoS ONE. 2012;7:e50972.
Joy TK, Gutierrez EHJ, Ernst K, Walker KR, Carriere Y, Torabi M, Riechle MA. Aging field collected Aedes aegypti to determine their capacity for dengue transmission in the Southwestern United States. PLoS ONE. 2012;7(10):e46946.
Cook PE, Hugo LE, Iturbe-Ormaetxe I, Williams CR, Chenoweth SF, Ritchie SA, Ryan PA, Kay BH, Blows MW, O’Neill S. The use of transcriptional profiles to predict adult mosquito age under field conditions. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006;103:18060–5.
Hugo LE, Cook PE, Johnson PH, Rapley LP, Kay BH, Ryan PA, Ritchie SA, O’Neill SL. Field validation of a transcriptional assay for the prediction of age of uncaged Aedes aeygpti mosquitoes in Northern Australia. PLOS Negl Trop Dis. 2010a;4(2):e608.
O’Neill SL, Ryan PA, Turley AP, Wilson G, Retzki K, Iturbe-Ormaetxe I, et al. Scaled deployment of Wolbachia to protect the community from dengue and other Aedes transmitted arboviruses. Gates Open Res. 2018;2:36.
Cook PE, Hugo LE, Iturbe-Ormaetxe I, Williams CR, Chenoweth SF, Ritchie SA, Ryan PA, Kay BH, Blows MW, O’Neill SL. Predicting the age of mosquitoes using transcriptional profiles. Nat Protoc. 2007;2(11):2796–806.
Gerade BB, Lee SH, Scott TW, Edman JD, Harrington LC, Kitthawee S, Jones JW, Clark JM. Field validation of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) age estimation by analysis of cuticular hydrocarbons. J Med Entomol. 2004;41(2):231–8.
Cook PE, Sinkins SP. Transcriptional profiling of Anopheles gambiae mosquitoes for adult age estimation. Insect Mol Biol. 2010;19(6):45–751.
Wang MH, Marinotti O, James AA, Walker E, Githure J, Yan G. Genome-wide patterns of gene expression during aging in the African malaria vector Anopheles gambiae. PLoS ONE. 2010;5:e13359.
Marinotti O, Calvo E, Nauyen QK, Dissanayake S, Ribeiro JM, James AA. Genome-wide analysis of gene expression in adult Anopheles gambiae. Insect Mol Biol. 2006;15:1–12.
Hugo LE, Jeffery JAL, Trewin BJ, Wockner LF, Ye NY, Le NH, Nghia LT, Hine E, Ryan PA, Kay BH. Adult survivorship of the Dengue mosquito Aedes aegypti varies seasonally in Central Vietnam. PLOS Negl Trop Dis. 2014;8(2):e2669.
Caragata EP, Poinsignon A, Moreira LA, Johnson PH, Leong YS, Ritchie SA, O’Neill SL, McGraw EA. Improved accuracy of the transcriptional profiling method of age grading in Aedes aegypti mosquitoes under laboratory and semi-field cage conditions and in the presence of Wolbachia infection. Insect Mol Biol. 2011;20(2):215–24.
Hugo LE, Kay BH, O’Neill SL, Rayn PA. Investigation of environmental influences on a transcriptional assay for the prediction of age of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) mosquitoes. J Med Entomol. 2010;47(6):1044–52.
Lai CQ, Parnell LD, Layman RF, Ordovas JM, Mackay TF. Candidate genes affecting Drosophila life span identified by integrating microarray gene expression analysis and QTL mapping. Mech Ageing Dev. 2007;128:237–49.
Arbeitman MN, Furlong EEM, Imam F, Johnson E, Null BH, Baker BS, Krasnow MA, Scott MP, Davis RW, White KP. Gene expression during the life cycle of Drosophila melanogaster. Science. 2002;297:2270–5.
Pletcher SD, Macdonald SJ, Marguerie R, Certa U, Stearns SC, Goldstein DB, Partridge L. Genome-wide transcript profiles in aging and calorically restricted Drosophila melanogaster. Curr Biol. 2002;12:712–23.
Wang M, Marinotti O, Zhong D, James AA, Walker E, Guda T, Kweka EJ, Githure J, Yan G. Gene expression-based biomarkers for Anopheles gambiae age grading. PLoS ONE. 2013;8(7):e69439.
World Health Organization. http://www.who.int/csr/don/19-july-2017-dengue-sri-lanka/en/. Accessed 20 Apr 2020
Karunaratne SHPP, De Silva WAPP, Weeraratne TC, Surendran SN. Insecticide resistance in mosquitoes: development, mechanisms and monitoring. Ceylon J Sci. 2018;47(4):299–309.
Karunaratne SHPP, Weeraratne TC, Perera MDB, Surendran SN. Insecticide resistance and efficacy of space spraying and larviciding in the control of dengue vectors Aedes aegypti and Aedes albopictus in Sri Lanka. Pestic Biochem Physiol. 2013;107(1):98–105.
Ong OT, Kho EA, Esperança PM, Freebairn C, Dowell FE, Devine GJ, Churcher TS. Ability of near-infrared spectroscopy and chemometrics to predict the age of mosquitoes reared under different conditions. Parasit Vectors. 2020;13(1):1.
World Mosquito Program. Sri Lanka. http://www.worldmosquitoprogram.org/en/global-progress/sri-lanka. Accessed 27 Aug 2020
Untergasser A, Cutcutache I, Koressaar T, Ye J, Faircloth BC, Remm M, Rozen SG. Primer3- new capabilities and interfaces. Nucleic Acids Res. 2012;40(15):e115.
Koressaar T, Remm M. Enhancements and modifications of primer design program Primer3. Bioinformatics. 2007;23(10):1289–91.
Rao X, Huang X, Zhou Z, Lin X. An improvement of the 2^(-delta delta CT) method for quantitative real-time polymerase chain reaction data analysis. Biostat Bioinforma Biomath. 2013;3(3):71–85.
Křemenová J, Balvín O, Otti O, et al. Identification and age-dependence of pteridines in bed bugs (Cimex lectularius) and bat bugs (C. pipistrelli) using liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Sci Rep. 2020;10:10146.
Moore HE, Pechal JL, Benbow ME, et al. The potential use of cuticular hydrocarbons and multivariate analysis to age empty puparial cases of Calliphora vicina and Lucilia sericata. Sci Rep. 2017;7:1933.
Johnson BJ, Hugo LE, Churcher TS, Ong OT, Devine GJ. Mosquito age grading and vector-control programmes. Trend Parasitol. 2020;36(1):39–51.
Krajacich BJ, Meyers JI, Alout H, et al. Analysis of near infrared spectra for age-grading of wild populations of Anopheles gambiae. Parasites Vectors. 2017;10:552.
Department of Meteorology Sri Lanka. http://www.meteo.gov.lk/index. Accessed 10 Apr 2020
Christiansen-Jucht C, Parham PE, Saddler A, Koella JC, Basáñez M. Temperature during larval development and adult maintenance influences the survival of Anopheles gambiae s.s. Parasit Vectors. 2014;7:489.
Lunde T, Balkew M, Korecha D, Gebre-Michael T, Massebo F, Sorteberg A, Lindtjørn B. A dynamic model of some malaria-transmitting anopheline mosquitoes of the Afrotropical region, validation of species distribution and seasonal variations. Malar J. 2013;12:78–91.
Kirby MJ, Lindsay SW. Effect of temperature and inter-specific competition on the development and survival of Anopheles gambiae sensu strict and An. arabiensis larvae. Acta Trop. 2009;109(2):118–23.
Bayoh MN, Lindsay SW. Temperature related duration of aquatic stages of the Afrotropical malaria vector mosquito Anopheles gambiae in the laboratory. Med Vet Entomol. 2004;18(2):174–9.