Энтомологи из Канзасского Университета помогли выявить нейропептид, названный наталисин, регулирующий сексуальную активность и репродуктивную способность насекомых.
Команда впервые выявила в мозге насекомых и членистоногих нейропептид, состоящий из коротких цепочек аминокислот. Открытие может предоставить новые возможности ученым для экологически чистой борьбы с вредителями, как отметил профессор энтомологии Канзасского Университета Юнсеонг Парк.
Парк с коллегами недавно опубликовали свои выводы в исследовании «Наталисин, тахикининовая сигнальная система, регулирующая сексуальную активность и плодовитость насекомых».
Статья опубликована в журнале «Труды Национальной академии наук», само исследование было проведено Институтом науки и технологий в Южной Корее; Словацкой академией наук в Словакии; Университет Кореи в Южной Корее, а также в КанзасскимУниверситетом.
Наталисин — часть пептидергической системы насекомых и членистоногих, генетической сети, использующей короткие пептиды в качестве нейротрансмиттеров для химической передачи сообщений по всему телу
Наталисин — часть уникальной для насекомых и челнистоногих системы, которая развивалась вместе с ними. По сути он похож на нейропептид тахикинин у млекопитающих и беспозвоночных.
Хотя тахикинин участвует в различных биологических процессах, включая контроль тока крови у млекопитающих, наталисин связан с репродуктивной функцией и брачным поведением у насекомых и членистоногих, — рассказывает Парк.
Исследование пристально изучило наталисин у плодовых мушек, красных мучных жуков и шелкопряда. Все эти насекомые обладают четырьмя стадиями развития на протяжении жизни — яйцо, личинка, куколка и взрослая особь, что позволяет ученым наблюдать за насекомыми во всей полноте их жизненного цикла, и выявить, что же наталисин контролирует.
Канзасский Университет специализируется на изучении красных мучных жуков, в то время как Институт Южной Кореи и Институт науки и технологий в Южной Корее являются лидерами в исследовании фруктовых мошек, а Словацкая академия наук специализируется на исследованиях шелкопряда.
Исследователи обнаружили, что у всех трех насекомых наталисин был выражен в 3:57 паре нейронов в головном мозге. Используя генетический инструмент РНК-интерференции, или РНКИ, исследователи смогли проследить, что произошло, когда наталисин был подавлен или удален из мозга насекомых.
Они обнаружили, что отсутствие наталисина в мозге привело к «физической невозможности воспроизводства, а также к снижению интереса к спариванию у насекомых».
Например, мы отметили, что удаление наталисина у плодовой мушки делает ее неспособной к спариванию. Женские особи слишком заняты, холя свое тело для привлечения самцов.
Самцы же не посылают достаточно сильного сигнала к самкам, чтобы привлечь их внимание.
Мы не уверены, потому ли это, что самец не может учуять ее запах или потому, что он не достаточно развит, чтобы сигнализировать самке, — делятся ученые.
Парк поясняет цель исследования — он ожидает, этот нейронный подавитель поможет ученым разработать целевые методы контроля насекомых-вредителей, которые были бы экологически безопасными.
Потому как наталисин можно найти только у насекомых, разработанный инсектицид в будущем не повлияет на растения, животных или людей.
Исследования Парка представляют интерес и для всего научного сообщества. Это проливает новый свет функционирование нейросистемы мозга, и дает больше информации о фундаментальной биологии дрозофилы, являющейся моделью для исследования насекомых.
Исследовательская программа Парка профинансирована Национальным Институтом здравоохранения и Министерством сельского хозяйства США.
