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http://hdl.handle.net/11422/27447
| Type: | Dissertação |
| Title: | Prova de Conceito: plantas cultivadas com dsRNA como forma efetiva de controle do mosquito Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) |
| Author(s)/Inventor(s): | Vasconcellos, Brenda Martins |
| Advisor: | Cardoso, Mônica Ferreira Moreira Carvalho |
| Abstract: | O mosquito Aedes aegypti é vetor de importantes arboviroses que desencadearam epidemias ao longo da história. Mosquitos se alimentam de açúcares para manutenção do metabolismo, porém, as fêmeas precisam da ingesta de sangue para produção de ovos. Durante o repasto sanguíneo ocorre a infecção e transmissão viral. Sem vacinas ou terapias efetivas e seguras para a maioria das arboviroses transmitidas, a melhor maneira de evitar a disseminação destas é através do controle vetorial de A. aegypti. O controle deste mosquito tem sido feito principalmente através de inseticidas químicos, porém o uso demasiado destas substâncias tem contribuído para o surgimento de populações resistentes. Assim, é necessário a criação de novas medidas de controle. No que diz respeito ao controle de insetos, a tecnologia de RNA de interferência (RNAi) é considerada ecológica e específica, comparada a outras já utilizadas. O polímero quitina (N-acetilglicosamina) está presente na traqueia, ovário, ovos e casca de ovos dos insetos, é o principal composto da cutícula dos artrópodes. Portanto, enzimas que atuam no metabolismo deste polímero, como as quitinas sintases, são consideradas bons alvos para o controle de insetos. Na maioria dos insetos, incluindo o mosquito A. aegypti, são conhecidos dois genes quitina sintase, CHSA e CHSB. Sendo os genes CHSA expressos nas células epidérmicas e células ectodérmicas relacionadas, enquanto os genes CHSB são expressos apenas nas células epiteliais do intestino médio. Esse trabalho teve como objetivo propor um novo método de entrega de moléculas de dupla-fita de RNA (dsRNA) direcionadas aos genes CHSA e B de A. aegypti, simultaneamente. E avaliar as mudanças fenotípicas, os efeitos parentais e a eficácia do silenciamento gênico, comparado com a condição controle. As moléculas de dsRNA direcionadas ao gene da proteína verde fluorescente (GFP) (controle) e as direcionadas aos genes CHSs de A. aegypti (experimental) foram produzidas por expressão heteróloga na bactéria E. coli, a produção dos fragmentos de dsRNAs foi confirmada pela reação em cadeia da polimerase (PCR). As construções de dsRNAs dentro das plantas foram administradas na água de criação contendo larvas de A. aegypti de 2° e 4° estádio, separadamente. O grupo tratado apresentou lentidão, diminuição da massa corporal e atraso do desenvolvimento comparado ao grupo controle. Os mosquitos adultos derivados do tratamento das larvas de 4° estádio com dsRNACHS ou dsRNAGFP foram submetidos a alimentação com sangue. As fêmeas do grupo experimental tiveram menor postura de ovos, os quais ao longo de 20 dias apresentaram fenótipo de ressecamento, amassamento, orifícios em sua superfície e redução dos transcritos de CHSA, acarretando redução da taxa de eclosão comparado a condição controle dsRNAGFP. O silenciamento de ambos os genes CHSs em mosquitos adultos, oriundos do ensaio larvicida com dsRNACHS, foi comprovado por técnica de PCR quantitativo (qPCR). |
| Abstract: | The Aedes aegypti mosquito is a vector of important arboviruses that have triggered epidemics throughout history. Mosquitoes feed on sugars to maintain metabolism, however, females need blood intake to produce eggs. During the blood meal, infection and viral transmission occurs. Without effective and safe vaccines or therapies for most transmitted arboviruses, the most effective way to prevent their spread is through vector control of A. aegypti. The control of this mosquito has been done mainly through chemical insecticides, but the excessive use of these substances has contributed to the emergence of resistant populations. Thus, it is necessary to create new control measures. With regard to insect control, RNA interference (RNAi) technology is considered ecological and specific, compared to others already used. The chitin polymer (N-acetylglucosamine) is present in the trachea, ovary, eggs and eggshells of insects, it is the main compound in the cuticle of arthropods. Therefore, enzymes that act in the metabolism of this polymer, such as chitin synthases, are considered good targets for insect control. In most insects, including the A. aegypti mosquito, two chitin synthase genes, CHSA and CHSB, are known. The CHSA genes are expressed in epidermal cells and related ectodermal cells, whereas CHSB genes are expressed only in midgut epithelial cells. The aim of this work was to propose a new method of delivering double-stranded RNA molecules (dsRNA) directed to the CHSA and B genes of A. aegypti, simultaneously. And to evaluate the phenotypic changes, the parental effects and the effectiveness of gene silencing, compared to the control condition. The dsRNA molecules targeting the green fluorescent protein gene (GFP) (control) and those targeting the A. aegypti CHSs genes (experimental) were produced by heterologous expression in E. coli bacteria, the production of dsRNA fragments was confirmed by polymerase chain reaction (PCR). The dsRNA constructs inside the plants were administered in breeding water containing 2nd and 4th instar A. aegypti larvae, separately. The treated group showed sluggishness, decreased body mass and developmental delay compared to the control group. Adult mosquitoes derived from the treatment of 4th instar larvae with dsRNACHS or dsRNAGFP were fed with blood. Females in the experimental group had lower egg laying, which over 20 days showed dryness, crushing, holes on their surface and reduced CHSA transcripts phenotype, resulting in reduced hatching rate compared to the control condition dsRNAGFP. The silencing of both CHSs genes in adult mosquitoes, coming from the larvicide assay with dsRNACHS, was confirmed by quantitative PCR technique (qPCR). |
| Keywords: | RNAi Aedes aegypti Quitina Controle de insetos |
| Subject CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Bioquímica |
| Production unit: | Instituto de Química |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 27-Sep-2021 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | VASCONCELLOS, Brenda Martins. Prova de Conceito: plantas cultivadas com dsRNA como forma efetiva de controle do mosquito Aedes aegypti (Diptera: Culicidae). 2021. 103 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021. |
| Appears in Collections: | Bioquímica |
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