Работая со специалистами по анализу генома из Института Сэнгера Wellcome Trust и полевыми энтомологами в Гане, исследователи LSTM секвенировали геномы отдельных диких комаров каждого вида из южной Ганы. Результаты, опубликованные в Nature Communications, показывают, что перенос основной мутации устойчивости к инсектицидам (kdr) привел к замене более 3 миллионов окружающих оснований ДНК (1,5% генома) A. coluzzii на основание A. gambiae s.s.
Это особенно важно, потому что эти два вида очень тесно связаны, а заменяемая область является одной из относительно немногих областей их геномов, которые существенно различаются. Удивительно, но это очевидно огромное нарушение генома не оказало заметного воздействия на репродуктивную изоляцию, при этом показатели гибридизации между видами в Гане остаются низкими и стабильными, несмотря на резкое повышение частоты мутации kdr у A. coluzzii.Доктор Дэвид Уитман, соавтор и преподаватель LSTM по популяционной геномике, сказал: «Наша работа демонстрирует удивительную гибкость геномов близкородственных видов. Замененный участок генома не только огромен, но и ранее считался крупным« островом видообразования »; вероятное местонахождение генов, управляющих репродуктивной изоляцией между видами.
Полученные данные не только ставят под сомнение общую важность «островов видообразования», но также, что важно, показывают, что эти близкородственные виды комаров могут развиваться в значительной степени отдельно, но затем обмениваются генетическими вариациями на позволяют быстро адаптироваться к изменениям окружающей среды, вызванным деятельностью человека .. "Эти два вида, которые встречаются вместе на большей части территории Западной и Центральной Африки, демонстрируют поведенческие и экологические различия. Считается, что Anopheles coluzzii может использовать относительно стабильные сельскохозяйственные селекционные участки, что может способствовать распространению передачи малярии далеко в засушливый сезон. A. gambiae s.s. традиционно был более устойчивым к инсектицидам, но с передачей мутаций устойчивости к инсектицидам это меняется.
Помимо заботы о борьбе с переносчиками, это предоставило почти уникальную возможность исследовать популярную теорию о том, что новые виды формируются за счет развития очагов дивергенции в геноме, содержащих гены видообразования. Благодаря технологическому прогрессу и ранним исследованиям пары видов Anopheles gambiae, эта область исследований в эволюционной биологии стала быстрорастущей.
Профессор LSTM Мартин Доннелли, старший автор исследования, сказал: «Благодаря нашему сотрудничеству с Wellcome Trust Sanger Institute мы учимся использовать геномную информацию Anopheles для решения вопросов огромной эволюционной важности и важности для общественного здравоохранения. исследования, которые сообщество переносчиков сможет провести после того, как станут доступными наборы данных о геноме Anopheles gambiae 1000 (см. http://www.malariagen.net/projects/vector/ag1000g) ».«Это прекрасный пример того, как новые технологии анализа геномной последовательности могут пролить свет на конкретные биологические вопросы в этой области», — говорит профессор Доминик Квятковски, руководитель программы борьбы с малярией в Wellcome Trust Sanger Institute, команда которого тесно сотрудничала с LSTM в этом вопросе. проект.