Biologer opdager genetiske veje, der forbinder myggenes immun- og kredsløbssystem under infektion

Vanderbilt-biologer har opdaget de genetiske veje, der forbinder myggenes immun- og kredsløbssystem under kampen mod infektion. En myg, der bekæmper infektion med malaria eller bakterier, tiltrækker immunceller til sit hjerte, som filtrerer mikrober, der flyder i dets blod, kaldet hæmolymfe. Opdagelsen af ​​to veje, der forbinder immunitet og hæmolymfecirkulation, er et vigtigt bidrag til forståelsen af, hvordan myg, som i sig selv er sygdomsvektorer, reagerer på infektion.

Julián F. Hillyer, professor i biologiske videnskaber, og hans forskerhold undersøger myggens fysiologi og specifikt, hvordan myggehjertet pumper hæmolymfe, hvordan dets immunceller bekæmper infektion, og hvordan disse processer interagerer.

I nogle tilfælde slår myg infektion gennem immunologisk aktive celler i hjertet. Fordi myggenes kredsløb kun indeholder ét kontraherende kar og ingen arterier eller vener, flyder deres hæmolymfe frit gennem hele kroppen. "Insekter anvender et kraftigt immunrespons mod infektion, hvor immunceller aggregeres på hjertet for at ødelægge forbipasserende mikrober. Alligevel forblev de genetiske mekanismer, der leder disse immunceller til hjertet, ukendte," siger Yan Yan, Ph.D., en leder. forsker på projektet.

Hillyers team undersøgte ekspressionen af ​​hvert gen i myggehjertet og identificerede de genetiske veje, der bliver væsentligt aktiveret på hjertet, når en infektion opstår. Ved at forstyrre disse veje ved hjælp af en teknik kaldet RNA-interferens, opdagede forskerne, hvordan de genetiske veje er involveret.

Immundefekt-vejen, som producerer og udskiller immunproteiner, rekrutterer også fritsvævende immunceller til at sætte sig på hjertet. Holdet fandt også ud af, at en vej, der spiller en rolle i lang levetid, reproduktion og forsvar, bringer immunceller til hjertet. Immunceller, der kommer til hjertet, spiser og fordøjer mikrober, hvilket øger en mygs sandsynlighed for at overvinde infektion.

Hillyer, Yan og deres team antager, at de genetiske veje, der er identificeret i denne undersøgelse, driver immunreaktioner på andre insekters hjerter – inklusive sygdomsvektorer, landbrugsskadedyr og afgrødebestøvere – fordi immunsystemet og kredsløbssystemet er funktionelt integreret i hele livets insekttræ. og er evolutionært bevaret i insektslægten.

"Denne forskning kan lægge grundlaget for nye strategier, der beskytter gavnlige insekter eller skader skadelige insekter," tilføjede Hillyer.

For at fortsætte dette fremskridt inden for viden, undersøger Hillyers team, hvordan forstyrrelse af vejbanen påvirker insekthjertesammentrækninger og leder efter hjertespecifikke faktorer, der fungerer som "hjemsignaler" for ankomsten af ​​immunceller til hjertet.

Artiklen "The immune deficiency and c-Jun N-terminal kinase pathways driver the functional integration of the immune and circulatory systems of mosquitoes" blev offentliggjort i tidsskriftet Open Biology den 7. september + Udforsk yderligere

Immun- og kredsløbssystemer er integreret i insekter