Самец малярийного комара передает самке гормон, регулирующий ее половое поведение

Ученые из США показали, что самцы малярийного комара Anopheles gambiae продуцируют окисленный стероид из ряда экдизона — 3-дегидро-20-гидроксиэкдизон (3D20E). Попадая в организм самки, он делает ее сексуально неактивной после успешного оплодотворения.

До сих пор считалось, что у насекомых, в отличие от позвоночных, нет специфичных для самцов стероидных гормонов. Нежелание самки A. gambiae спариваться после успешного оплодотворения объясняли действием гормона 20-гидроксиэкдизона (20Е). Этот гормон могут синтезировать и самцы, и самки; он необходим для созревания яиц. Однако гипотеза, основанная на действии 20E, была противоречивой.

В поисках специфических мужских гормонов авторы нового исследования с помощью высокопроизводительной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией изучили стероиды из вспомогательных желез у половозрелых самцов A. gambiae. Они детектировали 20E, но преобладали его модификации: 3D20E и фосфорилированная форма 3D20E22P. Дальнейшие эксперименты показали, что оба гормона попадают в тело самок при оплодотворении, однако 3D20E22P дефосфорилируется в нижних половых путях самок с образованием 3D20E. Примечательно, что фосфатаза, дефосфорилирующая 3D20E22P, также попадает к самкам в ходе оплодотворения: результаты РНК-секвенирования показали, что фермент экспрессируется во вспомогательных железах самцов, но не в нижних половых путях самок. Также у самцов экспрессируются специальные киназы, фосфорилирующие 3D20E до 3D20E22P.

Как показали наблюдения за самками, получившими от самцов 3D20E, этот стероидный гормон сводит на нет сексуальную активность сразу после успешного оплодотворения. Однако 3D20E22P блокирует половое поведение не до конца: у самок, которые при оплодотворении получили 3D20E22P и не получили соответствующей фосфатазы от самцов, дефицитных по ней, на некотором уровне сохранялась половая активность. Более того, 3D20E во много раз эффективнее ингибировал половую активность, чем его предшественник 20E.

Ранее было показано, что передача стероидных гормонов во время спаривания запускает в организме самки экспрессию гена MISO, стимулирующего оогенез и защищающего самку от затрат, связанных с инфицированием малярийным плазмодием. Таким образом поддерживается размножение комаров и, косвенно, распространение малярии. Авторы новой работы выяснили, что именно 3D20E активирует MISO. По их мнению, это открытие может стать основой для новых стратегий контроля малярии.

Сейчас в разработке находятся несколько стратегий. Одна из них — строительство домов, приподнятых над землей, — была успешно протестирована в Гамбии.