Published April 16, 2019 | Version v1
Publication Open

The effect of silencing immunity related genes on longevity in a naturally occurring Anopheles arabiensis mosquito population from southwest Ethiopia

Creators

  • 1. Jimma University
  • 2. Ghent University
  • 3. Imperial College London

Description

Vector control remains the most important tool to prevent malaria transmission. However, it is now severely constrained by the appearance of physiological and behavioral insecticide resistance. Therefore, the development of new vector control tools is warranted. Such tools could include immunization of blood hosts of vector mosquitoes with mosquito proteins involved in midgut homeostasis (anti-mosquito vaccines) or genetic engineering of mosquitoes that can drive population-wide knockout of genes producing such proteins to reduce mosquito lifespan and malaria transmission probability. To achieve this, candidate genes related to midgut homeostasis regulation need to be assessed for their effect on mosquito survival. Here, different such candidate genes were silenced through dsRNA injection in the naturally occurring Anopheles arabiensis mosquitoes and the effect on mosquito survival was evaluated. Significantly higher mortality rates were observed in the mosquitoes silenced for FN3D1 (AARA003032), FN3D3 (AARA007751) and GPRGr9 (AARA003963) genes as compared to the control group injected with dsRNA against a non-related bacterial gene (LacZ). This observed difference in mortality rate between the candidate genes and the control disappeared when gene-silenced mosquitoes were treated with antibiotic mixtures, suggesting that gut microbiota play a key role in the observed reduction of mosquito survival. We demonstrated that interference with the expression of the FN3D1, FN3D3 or GPRGr9 genes causes a significant reduction of the longevity of An. arabiensis mosquito in the wild.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تظل مكافحة ناقلات الأمراض أهم أداة للوقاية من انتقال الملاريا. ومع ذلك، فهي مقيدة الآن بشدة بظهور مقاومة فسيولوجية وسلوكية للمبيدات الحشرية. لذلك، هناك ما يبرر تطوير أدوات جديدة لمكافحة ناقلات الأمراض. يمكن أن تشمل هذه الأدوات تحصين مضيفات الدم للبعوض الناقل ببروتينات البعوض المشاركة في توازن الأمعاء الوسطى (اللقاحات المضادة للبعوض) أو الهندسة الوراثية للبعوض التي يمكن أن تدفع الجينات المنتجة لهذه البروتينات على مستوى السكان لتقليل عمر البعوض واحتمال انتقال الملاريا. ولتحقيق ذلك، يجب تقييم الجينات المرشحة المتعلقة بتنظيم توازن الأمعاء الوسطى لتأثيرها على بقاء البعوض. هنا، تم إسكات الجينات المرشحة المختلفة من خلال حقن الحمض النووي الريبي في بعوض الأنوفيلة العربية التي تحدث بشكل طبيعي وتم تقييم التأثير على بقاء البعوض. لوحظت معدلات وفيات أعلى بشكل ملحوظ في البعوض الذي تم إسكاته لجينات FN3D1 (AARA003032) و FN3D3 (AARA007751) و GPRGr9 (AARA003963) مقارنة بالمجموعة الضابطة المحقونة بـ dsRNA ضد جين بكتيري غير ذي صلة (LacZ). هذا الاختلاف الملحوظ في معدل الوفيات بين الجينات المرشحة والسيطرة اختفى عندما عولج البعوض المخمد للجينات بمخاليط المضادات الحيوية، مما يشير إلى أن ميكروبات الأمعاء تلعب دورًا رئيسيًا في الانخفاض الملحوظ لبقاء البعوض. لقد أثبتنا أن التداخل مع التعبير عن جينات FN3D1 أو FN3D3 أو GPRGr9 يسبب انخفاضًا كبيرًا في طول عمر بعوضة An. arabiensis في البرية.

Translated Description (French)

La lutte antivectorielle reste l'outil le plus important pour prévenir la transmission du paludisme. Cependant, elle est maintenant sévèrement limitée par l'apparition d'une résistance physiologique et comportementale aux insecticides. Par conséquent, le développement de nouveaux outils de lutte antivectorielle est justifié. Ces outils pourraient inclure l'immunisation des hôtes sanguins des moustiques vecteurs avec des protéines de moustiques impliquées dans l'homéostasie de l'intestin moyen (vaccins anti-moustiques) ou le génie génétique des moustiques qui peuvent entraîner une inactivation des gènes produisant de telles protéines à l'échelle de la population pour réduire la durée de vie des moustiques et la probabilité de transmission du paludisme. Pour y parvenir, les gènes candidats liés à la régulation de l'homéostasie de l'intestin moyen doivent être évalués pour leur effet sur la survie des moustiques. Ici, différents gènes candidats ont été réduits au silence par injection d'ARN double brin chez les moustiques Anopheles arabiensis d'origine naturelle et l'effet sur la survie des moustiques a été évalué. Des taux de mortalité significativement plus élevés ont été observés chez les moustiques réduits au silence pour les gènes FN3D1 (AARA003032), FN3D3 (AARA007751) et GPRGr9 (AARA003963) par rapport au groupe témoin injecté d'ARN double brin contre un gène bactérien non apparenté (LacZ). Cette différence observée dans le taux de mortalité entre les gènes candidats et le témoin a disparu lorsque les moustiques à gène réduit au silence ont été traités avec des mélanges d'antibiotiques, ce qui suggère que le microbiote intestinal joue un rôle clé dans la réduction observée de la survie des moustiques. Nous avons démontré que l'interférence avec l'expression des gènes FN3D1, FN3D3 ou GPRGr9 entraîne une réduction significative de la longévité du moustique An. arabiensis à l'état sauvage.

Translated Description (Spanish)

El control de vectores sigue siendo la herramienta más importante para prevenir la transmisión de la malaria. Sin embargo, ahora está severamente limitada por la aparición de resistencia fisiológica y conductual a los insecticidas. Por lo tanto, se justifica el desarrollo de nuevas herramientas de control de vectores. Dichas herramientas podrían incluir la inmunización de hospedadores sanguíneos de mosquitos vectores con proteínas de mosquitos involucradas en la homeostasis del intestino medio (vacunas contra mosquitos) o la ingeniería genética de mosquitos que pueden provocar la eliminación de genes que producen dichas proteínas en toda la población para reducir la vida útil de los mosquitos y la probabilidad de transmisión de la malaria. Para lograr esto, los genes candidatos relacionados con la regulación de la homeostasis del intestino medio deben evaluarse para determinar su efecto sobre la supervivencia de los mosquitos. Aquí, se silenciaron diferentes genes candidatos a través de la inyección de ARNcd en los mosquitos Anopheles arabiensis de origen natural y se evaluó el efecto sobre la supervivencia del mosquito. Se observaron tasas de mortalidad significativamente más altas en los mosquitos silenciados para los genes FN3D1 (AARA003032), FN3D3 (AARA007751) y GPRGr9 (AARA003963) en comparación con el grupo de control inyectado con ARNcd contra un gen bacteriano no relacionado (LacZ). Esta diferencia observada en la tasa de mortalidad entre los genes candidatos y el control desapareció cuando los mosquitos con genes silenciados fueron tratados con mezclas de antibióticos, lo que sugiere que la microbiota intestinal desempeña un papel clave en la reducción observada de la supervivencia de los mosquitos. Demostramos que la interferencia con la expresión de los genes FN3D1, FN3D3 o GPRGr9 causa una reducción significativa de la longevidad del mosquito An. arabiensis en la naturaleza.

Files

s13071-019-3414-y.pdf

Files (855.8 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:993ac3aa3be37f7830e8cbbf73ce364e
855.8 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير إسكات الجينات المرتبطة بالمناعة على طول العمر في تجمعات بعوض الأنوفيلة العربية التي تحدث بشكل طبيعي من جنوب غرب إثيوبيا
Translated title (French)
L'effet du silence des gènes liés à l'immunité sur la longévité dans une population naturelle de moustiques Anopheles arabiensis du sud-ouest de l'Éthiopie
Translated title (Spanish)
El efecto del silenciamiento de los genes relacionados con la inmunidad sobre la longevidad en una población natural de mosquitos Anopheles arabiensis del suroeste de Etiopía

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2952675268
DOI
10.1186/s13071-019-3414-y

Is supplement to
https://openalex.org/W4360824264 (Other)
https://openalex.org/W4299388019 (Other)
https://openalex.org/W2952276807 (Other)
https://openalex.org/W2473101625 (Other)
https://openalex.org/W2409412929 (Other)
https://openalex.org/W238683002 (Other)
https://openalex.org/W219781071 (Other)
https://openalex.org/W2159649014 (Other)
https://openalex.org/W2108504511 (Other)
https://openalex.org/W2035458360 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1867028851
  • https://openalex.org/W1897237917
  • https://openalex.org/W1985334939
  • https://openalex.org/W1987327670
  • https://openalex.org/W1987979366
  • https://openalex.org/W1989105314
  • https://openalex.org/W1989318293
  • https://openalex.org/W1989608916
  • https://openalex.org/W1999990093
  • https://openalex.org/W2001489297
  • https://openalex.org/W2004343469
  • https://openalex.org/W2004558984
  • https://openalex.org/W2017380332
  • https://openalex.org/W2021489079
  • https://openalex.org/W2025656277
  • https://openalex.org/W2027274881
  • https://openalex.org/W2031989655
  • https://openalex.org/W2036984878
  • https://openalex.org/W2060266444
  • https://openalex.org/W2061865040
  • https://openalex.org/W2062689796
  • https://openalex.org/W2076262945
  • https://openalex.org/W2084527344
  • https://openalex.org/W2101220662
  • https://openalex.org/W2101271566
  • https://openalex.org/W2103610338
  • https://openalex.org/W2107817332
  • https://openalex.org/W2115159421
  • https://openalex.org/W2119684348
  • https://openalex.org/W2122161371
  • https://openalex.org/W2123958574
  • https://openalex.org/W2126544352
  • https://openalex.org/W2126778688
  • https://openalex.org/W2127249471
  • https://openalex.org/W2130215234
  • https://openalex.org/W2130939378
  • https://openalex.org/W2135691147
  • https://openalex.org/W2136547339
  • https://openalex.org/W2156746279
  • https://openalex.org/W2161697288
  • https://openalex.org/W2180866616
  • https://openalex.org/W2190054909
  • https://openalex.org/W2300457038
  • https://openalex.org/W2311774742
  • https://openalex.org/W2417176043
  • https://openalex.org/W2419206386
  • https://openalex.org/W2529599078
  • https://openalex.org/W2557529469
  • https://openalex.org/W2562896996
  • https://openalex.org/W2610832495
  • https://openalex.org/W2743347720
  • https://openalex.org/W2751440355
  • https://openalex.org/W2793956832
  • https://openalex.org/W2807028242
  • https://openalex.org/W4232493484
  • https://openalex.org/W56472176
  • https://openalex.org/W630714524