حصاد السم السموم من قاتل الحشرات وغيرها من الحشرات هيتيروبتيران
Summary
على الرغم من أن الكثير من الحشرات في رتيبات هيتيروبتيرا (الحشرات: Hemiptera) هي سام وتركيبتها السم ومهام تلك السموم السم في معظمها غير معروف. ويصف هذا البروتوكول أساليب حصاد السموم هيتيروبتيران لمزيد من توصيف، استخدام اليكتروستيموليشن، والتحرش، وتشريح الغدة.
Abstract
هيتيروبتيران الحشرات مثل البق الحشاشين (Reduviidae) والبق المياه العملاقة (بيلوستوماتيداي) وينحدر من سلف مشترك المفترسة والسامة، وأغلبية هيتيروبتيرانس موجودة الاحتفاظ بهذه الاستراتيجية التغذوية. وقد انتقلت بعض هيتيروبتيرانس للتغذية على دم الفقاريات (مثل تقبيل البق، Triatominae؛ وبق الفراش، سيميسيداي) في حين أن البعض الآخر قد عادت إلى التغذية على النباتات (معظم بينتاتومومورفا). ومع ذلك، استثناء اللعاب المستخدمة من قبل الخلل تقبيل تيسيرا للتغذية بالدم، والقليل المعروف عن السموم هيتيروبتيران مقارنة بالسموم العناكب والعقارب والثعابين.
عقبة واحدة لتوصيف هيتيروبتيران السم السموم هو هيكل ووظيفة الغدد السم/بنية، على حد سواء معقدة شكلياً وأداء أدوار بيولوجية متعددة (الدفاع والتقاط الفريسة، والهضم خارج الفم). في هذه المقالة، نحن تصف الأساليب الثلاثة أننا قد استخدمت بنجاح لتجميع السموم هيتيروبتيران. أولاً، نقدم electrostimulation فريسة طريقة ملائمة لجمع السم التي غالباً ما تكون قاتلة عندما حقن الحيوانات، والذي يغني عن التلوث من الأنسجة الغدية. ثانيا، نحن تبين أن التحرش لطيف من الحيوانات كافية لإنتاج قذف السم من ململه و/أو البصق في بعض المجموعات من هيتيروبتيرانس السم. ثالثا، نحن تصف أساليب حصاد السم السموم بتشريح الحيوانات فظاعتها الحصول على غدد السم. هذا الأسلوب مكمل للأساليب الأخرى، كما أنها قد تسمح للحصاد من السموم من الأصناف التي اليكتروستيموليشن والمضايقة غير فعالة. هذه البروتوكولات سوف تمكن الباحثين من حصاد السموم من الحشرات هيتيروبتيران لتوصيف وظيفة الهيكل والتطبيقات الممكنة في مجال الطب والزراعة.
Introduction
السموم هيتيروبتيران هي المواد النشطة بيولوجيا حقاً1. على سبيل المثال، يسهل إفرازات السم/اللعاب من هيتيروبتيرا التغذية بالدم مثل تقبيل الحشرات (Triatominae) وبق الفراش (سيميسيداي) تغذية بتعطيل الأرقاء2. السموم في هذه السموم تستهدف مسارات متعددة بما في ذلك تخثر الدم، وتراكم الصفائح الدموية وتضيق الأوعية، فضلا عن الألم وحكة مسارات. يتم تكييف السموم من معظم الأنواع الأخرى هيتيروبتيران تيسيرا لافتراس بدلاً من تغذية الدم. هذه السموم تسبب الشلل، الموت وتسييل الأنسجة عند حقنها في اللافقاريات3،4. السم عند حقن الفقريات، كما قد آثار جذرية. على سبيل المثال، يؤدي الحقن بالسم من خلل قاتل إينيسي هولوتريتشيوس في الفقاريات الألم وشلل العضلات ونزيف؛ ويموت انفينوماتيد الفئران بهذا الخلل بسرعة بسبب شلل الجهاز التنفسي5.
وأظهرت الدراسات ترانسكريبتوميك والبروتين تكوين البروتين من بعض السموم هيتيروبتيران. السموم أنواع المفترسة غنية في البروتياز، والأنزيمات، والببتيدات والبروتينات غير معروف هيكل ووظيفة6،،من78الأخرى. تقبيل علة السم غنية بالبروتين تريابين الأسرة، وأعضاؤها تؤثر تأثيراً عميقا في تخثر الدم والصفيحات التجميع وتضيق الأوعية2،9. ومع ذلك، فإنه لا يعرف السموم التي تكمن وراء معظم بيواكتيفيتيس من السم. على سبيل المثال، أبلغ السم الشوائب تقبيل Triatoma عن مسكن وتمنع قنوات الصوديوم10، ولكن تظل العناصر المسؤولة توضيح. وبالمثل، فإنه لا يعرف ما المكون (المكونات) السم خطأ قاتل يسبب الشلل أو الألم. شرط أساسي لتحديد مسؤولية بيواكتيفيتيس السم خاصة، ووصف هيكل ووظيفة رواية السم السموم، السموم هو الحصول على السم.
وقد تم الحصول على السم من هيتيروبتيرانس electrostimulation5،6،7،8،11،،من1213، اﻻستفزاز من موقف دفاعي الردود4،8، ميكانيكيا عصر الصدر12،14،،من1516، تشريح بالسم الغدد8،17 ،،من1819،20،،من2122، والتطبيق ليضع مستقبلات أستيل المسكارينيه23. الحكم على مزايا وعيوب أي وسيلة محتملة يعقدها مورفولوجية الغدد السم هيتيروبتيران، والتي تتكون من غدة الرئيسي مع لومن منفصلة اثنين، الغدة الرئيسية الأمامي (AMG) والغدة الرئيسية الخلفي (فريق رصد السلام)، فضلا عن ترتبط الغدة التبعي (AG). هذه المقصورات الغدة مختلفة تنتج إفرازات البروتينات المختلفة، التي قد تكون متخصصة لمختلف الوظائف البيولوجية بما في ذلك القبض على الفريسة والدفاع والهضم خارج الفم8،17. في البق قاتل بيرتيني واكتريتشودييني، ارتبطت AMG مع التقاط الفريسة وفريق رصد السلام مع الهضم خارج الفم17. بيد في هارباكتوريني علة بلاجيبينيس بريسثيسانكوس فريق رصد السلام متخصصة لالتقاط الفريسة والهضم بينما هو الافتراض AMG لإفراز السم دفاعية8. ووصف النائب العام كوجود وظيفة افرازية قليلاً في البق قاتل8 أو كموقع رئيسي لتخزين حوزتي في البق المياه العملاقة23. ومن الواضح أن المزيد من العمل مطلوب لتوضيح وظيفة كل حجرة الغدة بين مختلف المجموعات الفرعية هيتيروبتيران، وتحديد وظيفة معظم السم السموم. في هذا التقرير يصف لنا البروتوكولات لحصاد السم السموم من هيتيروبتيرانس نحو تحقيق هذا الهدف.
Protocol
Representative Results
Discussion
أن الخطوة الأكثر أهمية في حصاد السم خطأ قاتل واختيار الأسلوب المناسب تبعاً لأغراض الدراسة. كل من الأساليب الثلاثة المقدمة لحصاد هيتيروبتيران السموم على مزايا وعيوب اعتماداً على التطبيقات المتلقين للمعلومات.
حمل البق لطرد السم من ململه (البروتوكولات 1-3) تجنب تلوث السم عن طر…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونحن نعترف بالمالية دعم من مجلس البحوث الأسترالي (DP130103813 المنح و LP140100832 إلى G.F.K.، DE160101142 زمالة ديكرا إلى إيبو) الأسترالية الوطنية للصحة ومجلس البحوث الطبية (زمالة بحثية رئيسية APP1044414 إلى G.F.K.)، وجامعة كوينزلاند (زمالات ما بعد الدكتوراه إلى A.A.W.).
Materials
| Electostimulator | Grass Technologies | S48 Square Pulse Stimulator | Electrostimulator allowing pulsed electrostimulation |
| Featherlight tweezers | Australian Entomological Supplies | E122B | For handling live venomous insects |
| Protease inhibitor cocktail | Sigma | 4693124001 | For preventing autoproteolytic digestion of venom |
| Dissection equipment | Australian Entomological Supplies | E152Micro | For fine dissections |
| Insect pins | Australian Entomological Supplies | E162 | For fine dissections |
Referências
- Walker, A. A., Weirauch, C., Fry, B. G., King, G. F. Venoms of heteropteran insects: A treasure trove of diverse pharmacological toolkits. Toxins. 8 (2), 43 (2016).
- Ribeiro, J. M. C., Assumpção, T. C., Francischetti, I. M. B. An insight into the sialomes of bloodsucking Heteroptera. Psyche (Stuttg). 2012, 1-16 (2012).
- Ambrose, D. P., Maran, S. P. M. Quantification protein content and paralytic potential of saliva of fed and prey deprived reduviid Acanthaspis pedestris Stål (Heteroptera: Reduviidae: Reduviinae). Indian Journal of Environmental Science. 3 (1), 11-16 (1999).
- Edwards, J. S. The action and compostion of the saliva of an assassin bug Platymeris rhadamanthus Gaerst. (Hemiptera, Reduviidae). Journal of Experimental Biology. 38, 61-77 (1961).
- Zerachia, T., Bergmann, F., Shulov, A., Kaiser, E. . Animal and Plant Toxins. , 143-146 (1973).
- Walker, A. A., Hernández-Vargas, M. J., Corzo, G., Fry, B. G., King, G. F. Giant fish-killing water bug reveals ancient and dynamic venom evolution in Heteroptera. Cellular and Molecular Life Sciences. , (2018).
- Walker, A. A., et al. Giant fish-killing water bug reveals ancient and dynamic venom evolution in Heteroptera. Cell. Mol. Life Sci. , (2018).
- Walker, A. A., et al. The assassin bug Pristhesancus plagipennis produces two distinct venoms in separate gland lumens. Nature Communications. 9 (1), 755 (2018).
- Hernández-Vargas, M. J., Santibáñez-López, C. E., Corzo, G. An insight into the triabin protein family of American hematophagous reduviids: Functional, structural and phylogenetic analysis. Toxins. 8 (2), 44 (2016).
- Dan, A., Pereira, M. H., Pesquero, J. L., Diotaiuti, L., Beirao, P. S. Action of the saliva of Triatoma infestans (Heteroptera: Reduviidae) on sodium channels. Journal of Medical Entomology. 36 (6), 875-879 (1999).
- Corzo, G., Adachi-Akahane, S., Nagao, T., Kusui, Y., Nakajima, T. Novel peptides from assassin bugs (Hemiptera: Reduviidae): isolation, chemical and biological characterization. FEBS Letters. 499 (3), 256-261 (2001).
- Sahayaraj, K., Kumar, S. M., Anandh, G. P. Evaluation of milking and electric shocks for venom collection from hunter reduviids. Entomon. 31 (1), 65-68 (2006).
- Silva-Cardoso, L., et al. Paralytic activity of lysophosphatidylcholine from saliva of the waterbug Belostoma anurum. Journal of Experimental Biology. 213 (19), 3305-3310 (2010).
- Noeske-Jungblut, C., et al. Triabin, a highly potent exosite inhibitor of Thrombin. Journal of Biological Chemistry. 270 (48), 28629-28634 (1995).
- Noeske-Jungblut, C., et al. An inhibitor of collagen-induced platelet aggregation from the saliva of Triatoma pallidipennis. Journal of Biological Chemistry. 269 (7), 5050-5053 (1994).
- Sahayaraj, K., Borgio, J. F., Muthukumar, S., Anandh, G. P. Antibacterial activity of Rhynocoris marginatus (Fab.) and Catamirus brevipennis (Servile) (Hemiptera: Reduviidae) venoms against human pathogens. Journal of Venomous Animals and Toxins Including Tropical Diseases. 12 (3), 487-496 (2006).
- Haridass, E. T., Ananthakrishnan, T. N. Functional morphology of the salivary system in some reduviids (Insecta-Heteroptera-Reduviidae). Proceedings of the Indian Academy of Sciences. Animal Sciences. 90 (2), 145-160 (1981).
- Maran, S. P. M., Ambrose, D. P., Ignacimuth, A., Sen, A., Janarthanan, S. . Biotechnological Applications for Integrated Pest Management. , 125-131 (2000).
- Maran, S. P. M., Selvamuthu, K., Rajan, K., Kiruba, D. A., Ambrose, D. P., Ambrose, D. P. . Insect Pest Management, A Current Scenario. , 346-361 (2011).
- Pereira, M. H., et al. Anticoagulant activity of Triatoma infestans and Panstrongylus megistus saliva (Hemiptera/Triatominae). Acta Tropica. 61, 255-261 (1996).
- Ribeiro, J. M., Marinotti, O., Gonzales, R. A salivary vasodilator in the blood-sucking bug, Rhodnius prolixus. British Journal of Pharmacology. 101 (4), 932-936 (1990).
- Ribeiro, J. M., Schneider, M., Guimarães, J. A. Purification and characterization of prolixin-S (nitrophorin 2), the salivary anticoagulant of the blood-sucking bug Rhodnius prolixus. Biochem Journal. 308 (1), 243-249 (1995).
- Swart, C. C., Deaton, L. E., Felgenhauer, B. E. The salivary gland and salivary enzymes of the giant waterbugs (Heteroptera; Belostomatidae). Comparative Biochemistry and Physiology A Molecular & Integrative Physiology. 145 (1), 114-122 (2006).
- Rasmussen, S., Young, B., Krimm, H. On the ‘spitting’ behaviour in cobras (Serpentes: Elapidae). Journal of Zoology. 237 (1), 27-35 (1995).
- Fink, L. S. Venom spitting by the green lynx spider, Peucetia viridans (Araneae, Oxyopidae). Journal of Arachnology. 12, 372-373 (1984).
- Herzig, V. Ontogenesis, gender, molting influence the venom yield in the spider Coremiocnemis tropix (Araneae, Theraphosidae). Journal of Venomous Research. 1, 76-83 (2010).
- Sahayaraj, K., Subramanium, M., Rivers, D. Biochemical and electrophoretic analyses of saliva from the predatory reduviid species Rhynocoris marginatus (Fab). Acta Biochimica Polonica. 60 (1), 91-97 (2013).
