los investigadores de Virginia Tech han demostrado que un solo gen puede convertir a una mujer Aedes aegypti mosquitos en mosquitos machos fértiles e identificaron un gen necesario para el vuelo del mosquito macho.
Los mosquitos machos no pican y no pueden transmitir patógenos a los humanos. Los mosquitos hembras, por otro lado, pueden picar.
hembra Aedes aegypti los mosquitos requieren sangre para producir huevos, lo que los convierte en los principales portadores de los patógenos que causan Zika y dengue en humanos.
"La presencia de un locus determinante masculino locus M establece el sexo masculino en Aedes aegypti y el locus M solo es heredado por la descendencia masculina, al igual que el cromosoma Y humano ", dijo Zhijian Tu, profesor del Departamento de Bioquímica de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida.
"Al insertar Nix, un gen determinante masculino previamente descubierto en el locus M de Aedes aegypti , en una región cromosómica que puede ser heredada por las hembras, demostramos que Nix solo era suficiente para convertir a las hembras en machos fértiles. Esto puede tener implicaciones para el desarrollo de futuras técnicas de control de mosquitos ".
Estos hallazgos fueron publicados en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"También descubrimos que se necesitaba un segundo gen, llamado myo-sex, para el vuelo masculino. Este trabajo arroja luz sobre la base molecular de la función del locus M, que contiene al menos 30 genes", dijo Azadeh Aryan,un científico investigador en el laboratorio de Tu y el primer autor del artículo.
Aryan y sus colegas generaron y caracterizaron múltiples líneas de mosquitos transgénicos que expresaban una copia adicional del gen Nix bajo el control de su propio promotor. Maria Sharakhova, profesora asistente de entomología en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, y Anastasia Naumencko,un ex asistente de investigación de posgrado, mapeó el sitio de inserción cromosómica de la copia adicional de Nix.
El equipo de Virginia Tech, en colaboración con el laboratorio de Zach Adelman en el Departamento de Entomología de la Universidad Texas A&M y Chunhong Mao del Instituto e Iniciativa de Biocomplejidad de la Universidad de Virginia, descubrieron que el transgen Nix solo, incluso sin el locus M,fue suficiente para convertir a las mujeres en hombres con características de dimorfismo sexual específicas de los hombres y expresión génica similar a la de los hombres.
"Se descubrió que la conversión sexual mediada por Nix es altamente penetrante y estable durante muchas generaciones en el laboratorio, lo que significa que estas características serán heredadas para las generaciones futuras", dijo Michelle Anderson, ex miembro de los laboratorios Adelman y Tu yactualmente es investigador científico senior en el Instituto Pirbright en el Reino Unido.
Aunque el gen Nix pudo convertir a las hembras en machos, los machos convertidos no pudieron volar ya que no heredaron el gen myo-sex, que también se encuentra en el locus M.
Noquear myo-sex en los machos de tipo salvaje confirmó que la falta de myo-sex en los machos convertidos por sexo es la razón por la que no podían volar. Aunque es necesario volar para aparearse, los machos convertidos por sexo todavía podíanpara engendrar una progenie viable convertida por sexo cuando se le presentan hembras de tipo salvaje anestesiadas con frío.
"Nix tiene un gran potencial para desarrollar estrategias de control de mosquitos para reducir las poblaciones de vectores a través de la conversión de sexo femenino a masculino, o para ayudar en la Técnica de Insectos Estériles, que requiere liberar solo machos que no pican", dijo James Biedler, científico investigador enel laboratorio de Tu
Los métodos genéticos que se basan en el apareamiento para controlar los mosquitos se dirigen solo a una especie específica. En este caso, el equipo de Tu está apuntando Aedes aegypti , una especie que invadió las Américas hace unos cientos de años y representa una amenaza para los humanos.
Sin embargo, se necesita más investigación antes de que se puedan generar líneas transgénicas potencialmente útiles para las pruebas iniciales en jaulas de laboratorio. "Uno de los desafíos es producir líneas transgénicas que conviertan a las hembras en mosquitos machos fértiles y voladores insertando tanto el Nix como el mio-genes sexuales en su genoma juntos ", dijo Adelman.
Mientras el equipo de Tu mira hacia el futuro cercano, desean explorar el mecanismo por el cual el gen Nix activa la vía de desarrollo masculina. El equipo también está interesado en aprender cómo evoluciona dentro de las especies de mosquitos del mismo género.
"Hemos encontrado que el gen Nix está presente en otros mosquitos Aedes. La pregunta es: ¿cómo evolucionaron este gen y el locus determinante del sexo en los mosquitos?", Dijo Tu, quien también es miembro de la facultad afiliada de Fralin LifeInstituto de Ciencias.
Además de sumergirse en las profundidades del gen Nix en los mosquitos, los investigadores esperan que estos hallazgos sirvan de base para futuras investigaciones sobre los cromosomas sexuales homomórficos que se encuentran en otros insectos, vertebrados y plantas.
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