울바키아의 확장성 강화

기생충 및 벡터 16권, 기사 번호: 108(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

박테리아 내공생체인 Wolbachia를 Aedes aegypti 개체군으로 도입하는 것은 아르보바이러스 전염을 줄이기 위해 사용되는 생물학적 방제 접근법입니다. 이를 위해서는 울바키아에 감염된 모기를 대량으로 방출해야 합니다. 다양한 기술을 사용하여 방출이 수행되었지만 모기 알과 유충 먹이가 포함된 수용성 캡슐을 사용하는 계란 방출은 현장 자원 요구 사항을 줄일 수 있는 잠재력으로 인해 매력적인 방법을 제공합니다. 그러나 모기 체력에 해로운 영향이 없는지 확인하고 성공적인 Wolbachia 유전자 이입을 촉진하려면 이 접근 방식의 최적화가 필요합니다.

우리는 야생형(WT) 및 Wolbachia 감염(wMel 또는 wAlbB 계통) Ae에 대한 저장 시간과 온도의 영향을 결정했습니다. 이집트 계란. 알을 18°C 또는 22°C에서 8주 동안 캡슐 안에 보관하고 부화율, 출현율 및 울바키아 밀도를 측정했습니다. 다음으로 우리는 계란을 4~40°C에 노출시킨 후 계란의 품질과 울바키아 밀도를 조사하여 배송 중 극한의 온도에 노출될 경우 계란이 어떤 영향을 받을 수 있는지 확인했습니다.

8주 동안 알을 캡슐화하는 것은 알의 생존력이나 결과적인 성체 출현 및 대조군에 비해 울바키아 밀도에 부정적인 영향을 미치지 않았습니다. 알을 48시간 동안 4~36°C 내의 온도에 노출시켰을 때, 알의 생존력과 그에 따른 성체 울바키아 밀도가 유지되었습니다. 그러나 40°C에 노출되면 둘 다 크게 감소했습니다.

Wolbachia에 감염된 Ae의 생존 가능성을 유지하기 위한 시간 및 온도 제한을 설명합니다. 이집트 알은 캡슐에 넣어두거나 극한의 온도에 노출되었을 때 발생합니다. 이러한 발견은 현장 방출 중에 고품질 재료만 활용되도록 운송 및 보관 제약을 제공함으로써 대량 방출의 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

뎅기열 바이러스(DENV)에 의해 발생하는 뎅기열은 100개 이상의 국가에서 풍토병이 발생하고 있으며, 세계 인구의 약 절반이 감염 위험에 처해 있습니다[1,2,3]. Aedes aegypti는 DENV뿐만 아니라 Zika 바이러스(ZIKV), chikungunya 바이러스(CHIKV) 및 황열병 바이러스의 주요 벡터입니다[4, 5]. 이러한 바이러스성 질병의 유병률은 벡터 서식지 확장[6, 7]과 살충제와 같은 현재 예방 전략의 실패로 인해 계속 증가하고 있습니다[8].

결과적으로 이는 지난 10년 동안 여러 가지 새로운 생물학적 방제 전략의 개발을 주도해 왔습니다. 개체군 억제 방법에는 화학적 노출, 방사선 조사 또는 유전자 변형을 통해 살균된 수컷 곤충을 방출하는 방법이 포함됩니다[9,10,11,12]. 그런 다음 불임 수컷은 야생 암컷과 교미하여 살 수 없는 새끼를 낳고 개체수를 줄입니다. 암컷이 새끼를 낳는 것을 방지하는 또 다른 방법은 호환되지 않는 수컷을 방출하는 것입니다. 이 방법은 내공생 박테리아인 Wolbachia를 Ae에 도입함으로써 개발되었습니다. 이집트. Ae 때. aegypti가 Wolbachia에 감염되면 수컷 정자는 생식적으로 변형되어 수컷이 야생 암컷과 교배할 때 그 새끼는 죽습니다[13,14,15,16]. 현재의 모든 인구 억제 기술에는 수컷의 지속적인 방출이 포함되어 시간이 지남에 따라 인구가 감소합니다. 대안적으로, Wolbachia는 인구 이입 접근법에 사용될 수 있습니다. Ae 때. aegypti 모기는 Wolbachia를 옮기며 DENV[14, 17, 18], ZIKV[19, 20], CHIKV[14, 19, 21] 및 황열병 바이러스[21, 22]와 같은 바이러스의 전염 가능성이 감소합니다. 이 접근법은 남성과 여성의 Wolbachia에 감염된 Ae의 방출을 포함합니다. 이집트. 울바키아에 감염되지 않은 암컷은 울바키아에 감염된 수컷과 교미할 때 생존 가능한 알을 생산하지 않지만, 울바키아에 감염된 암컷은 이러한 치사성을 구제하여 번식상의 이점을 제공할 수 있습니다. Wolbachia는 모계로 유전되므로 시간이 지남에 따라 Wolbachia는 개체군 전체에 퍼져 바이러스 전파에 저항하는 모기 개체군을 생성합니다. 이러한 생물학적 방제 방법은 모두 자연 개체군과 경쟁할 수 있는 모기의 대량 방출에 의존합니다. 따라서 모기 매개 바이러스의 상당한 분포를 해결하기에 충분한 규모로 장기적인 해결책을 제공하는 생물학적 방제 방법을 구현하는 도구를 보유하는 것이 최우선 순위입니다 [23,24,25,26,27].

40 °C can reduce egg viability and Wolbachia density./p> 50% pupation, each container was transferred to a 24.5 × 24.5 × 24.5-cm or 20 × 20 × 30-cm cage and adult mosquitoes were provided with a sucrose solution (10% sucrose, 0.4% propionic acid). A blood meal was offered to adult females 5–6 days post emergence via artificial feeders. Human blood was provided by the Australian Red Cross (Supply Agreement 22-05VI-04) or human volunteers (Monash University Human Research Ethics permit 27690). Cups lined with filter paper and half filled with water were provided for oviposition; 96 h after blood feeding, paper substrates with mosquito eggs were dried by pressing between layers of paper towel and cloth for 2 h and then slowly dried over the course of the following day in shallow, paper towel-lined trays and stored at 26 °C and 75 ± 5% RH./p> 0.05 for all comparisons) (Fig. 1b). A repeat experiment showed similar trends, although a significant decrease in emergence at 8 weeks was observed in WT control and wAlbB-infected eggs regardless of encapsulation (Additional file 1: Fig. S1b). When analysing Wolbachia density of emerged adults, it was found that while density changed slightly over time (wAlbB generally increasing and wMel decreasing or remaining consistent) (GLM; Wolbachia density: storage time, P = 0.0076**) encapsulation did not negatively impact Wolbachia density (GLM; Wolbachia density: encapsulation, P = 0.159) (Fig. 1c). The repeat experiment also demonstrated this (Additional file 1: Fig. S1c). Together, these experiments indicate that egg encapsulation does not exacerbate the negative impact of storage time on hatch rate, nor does it negatively impact on adult emergence or Wolbachia density in mosquitoes produced from encapsulated eggs stored for up to 8 weeks./p> 8 h. Mass insect release biocontrol methods rely on the maintenance of insect fitness with Wolbachia introgression methods additionally requiring high Wolbachia infection prevalence. Capsule-based egg releases improve the ease and scale at which eggs and larval food can be consistently aliquoted and transported to the field. Compared to pupae or adult releases, capsules also provide a substantial logistical benefit for mass insect releases due to the reduced on-site resource requirements. Overall, this work improves our understanding of the factors that influence Ae. aegypti fitness and provides evidence for an improved egg release method that could aid large-scale application of Wolbachia introgression./p>

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