Dynamics of Wolbachia infection in dengue vectors

พลวัตการติดเชื้อ Wolbachia ในยุงพาหะนำโรคไข้เลือดออก

Name: Toon Ruangareerate

LCSH: Dengue

LCSH: Mosquitoes

LCSH: Aedes

Abstract: Wolbachia bacteria are capable of inducing a range of reproductive abnormalities in their hosts including cytoplasmic incompatibility (CI) thus resulting in a failure of karyogamy by delaying nuclear envelope breakdown and mitosis. This results in Wolbachia invasion of uninfected populations because infected females are able to produce offspring successfully with both infected and uninfected males, whereas uninfected females are unable to produce offspring with infected males. For this reason Wolbachia attracts interest for use as a mechanism for spreading diseaseblocking transgenes through mosquito populations. Aedes aegypti is the most important vector of human viral diseases because it is naturally uninfected with Wolbachia which makes it a good vector model for studying the possibility of using Wolbachia as a gene driver into vector populations. This work is the first report on the successful transfer of Wolbachia into mosquito vectors. It shows that Wolbachia strains from double infected Aedes albopictus can be introduced into naturally uninfected Ae. aegypti and uninfected Ae. albopictus to form maternally inherited transmission cycles within both transinfected mosquito species. Moreover, the study shows that CI could be induced by transinfected Ae. aegypti. Furthermore, CI expression in transinfected Ae. aegypti is not affected by multiple copulations. Fitness comparisons indicate no significant differences between transinfected and uninfected mosquitoes. In addition, it was found that levels of CI expression corresponded to Wolbachia densities, which were probably influenced by host factors. There was an interaction between Wolbachia cell division and embryonation of Ae. albopictus and therefore overgrowth of Wolbachia populations did not occur. The successful transfer of Wolbachia into Ae. aegypti and Ae. albopictus is a break-through in the application of Wolbachia for manipulating natural vector populations genetically.

Abstract: แบคทีเรีย Wolbachia สามารถก่อให้เกิดความผิดปกติด้านการสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตที่เป็นโฮสต์ได้ หลายรูปแบบ รวมทั้งทำให้เกิดปรากฏการณ์การเข้ากันไม่ได้ของไซโตปลาสซึม (Cytoplasmic Incompatibility CI) โดยชลอการสลายตัวของผนังหุ้มนิวเคลียสทำให้เกิดความล้มเหลวในการแบ่งเซลล์ แบบไมโตซีส ปรากฏการณ์ดังกล่าวจะช่วยให้แบคทีเรีย Wolbachia สามารถแพร่กระจายเข้าสู่ประชากร ของโฮสต์ที่ไม่มีการติดเชื้อ เนื่องจากโฮสต์เพศเมียที่ติดเชื้อจะผลิตลูกได้ตามปกติกับเพศผู้ที่มีหรือไม่มีเชื้อ ในขณะที่เพศเมียที่ไม่ติดเชื้อจะไม่สามารถผลิตลูกกับเพศผู้ที่ติดเชื้อได้ ด้วยเหตุนี้ Wolbachia จึงเป็นที่ สนใจในการประยุกต์ใช้เพื่อนำ transgene ที่ต้านต่อเชื้อโรคเข้าสู่ประชากรยุงพาหะ ยุงลาย Aedes aegypti เป็นยุงพาหะนำโรคเกี่ยวกับไวรัสที่สำคัญและไม่พบว่ามีการติดเชื้อ Wolbachia ในยุงลายชนิดนี้ใน ธรรมชาติ ดังนั้นยุงลาย Ae. aegypti จึงเป็นโมเดลแมลงพาหะที่ดีสำหรับศึกษาความเป็นไปได้ในการ ประยุกต์ใช้ Wolbachia เพื่อนำ transgene เข้าสู่ประชากรแมลงพาหะ การศึกษานี้รายงานความสำเร็จใน การถ่ายโอน Wolbachia เข้าสู่แมลงพาหะนำโรคเป็นครั้งแรก โดยการถ่ายโอนแบคทีเรีย Wolbachia 2 สาย พันธุ์จากยุงลาย Ae. albopictus ที่ติดเชื้อเข้าไปในยุงลาย Ae. albopictus และ Ae. aegypti ที่ไม่มีเชื้อ ยุงลาย สายพันธุ์ใหม่ที่ติดเชื้อสามารถถ่ายทอด Wolbachia ไปในลูกรุ่นต่อๆไปได้และยังสามารถทำให้เกิด ปรากฏการณ์ CI ด้วย รวมทั้งพบว่าการผสมพันธุ์มากกว่า 1 ครั้งของยุงลายไม่มีผลต่อการแสดงออกของ CI จากการเปรียบเทียบความสามารถในการอยู่รอดในธรรมชาติระหว่างยุงลาย Ae. aegypti ที่มีเชื้อกับ ยุงลายชนิดเดียวกันที่ไม่มีเชื้อไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ และยังพบว่าระดับการแสดงออกของ CI มีความสัมพันธ์กับปริมาณความหนาแน่นของ Wolbachia ในโฮสต์ ซึ่งปริมาณดังกล่าวน่าจะถูกควบคุม โดยปัจจัยบางอย่างจากโฮสต์ นอกจากนี้ยังพบว่าการแบ่งเซลล์ของ Wolbachia กับการพัฒนาตัวอ่อนของ ยุงลาย Ae. albopictus ซึ่งเป็นโฮสต์มีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน คือปริมาณ Wolbachia ไม่เพิ่มจำนวน เมื่อตัวอ่อนของโฮสต์หยุดการพัฒนา ความสำเร็จในการถ่ายโอน Wolbachia เข้าสู่ยุงลายเป็นครั้งแรก นับเป็นก้าวกระโดดในการศึกษาการประยุกต์ใช้ Wolbachia เพื่อการควบคุมจัดการประชากรธรรมชาติ ของแมลงพาหะโดยวิธีทางพันธุวิศวกรรม

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Pattamaporn Kittayapong

Role: Thesis Advisors

Created: 2004

Modified: 2553-03-23

Issued: 2010-02-26

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740454992

CallNumber: TH T672d 2004

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Biology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4237511.pdf	33.02 MB	30	2025-01-23 12:06:02

ใช้เวลา

0.446185 วินาที