A cento anni dalla scoperta del ruolo di zanzare del genere Anopheles nella trasmissione dei parassiti malarici, questa infezione rappresenta ancora una grave emergenza sanitaria mondiale. Il 40% della popolazione globale vive in zone a rischio ed il 90% dei casi interessa l’Africa sub-Sahariana dove Anopheles gambiae è il principale responsabile dell’intensità della trasmissione. Strategie alternative di controllo dei vettori, basate su zanzare transgeniche incapaci di trasmettere il parassita, sono allo studio in numerosi laboratori. In particolare, l’attenzione si va focalizzando su cruciali passaggi di sviluppo di Plasmodium nella zanzara e su due organi-bersaglio chiave: l’intestino e le ghiandole salivari. Abbiamo iniziato da alcuni anni ad occuparci delle ghiandole salivari, un organo di estremo interesse sia per il ruolo che svolge nella trasmissione di patogeni sia per l’intensa attività secretoria e la produzione di numerose sostanze essenziali nell’adattamento all’ematofagia. Allo scopo di isolare geni ghiandola-specifici codificanti fattori di secrezione e di identificare potenziali recettori per gli sporozoiti di Plasmodium abbiamo intrapreso uno studio molecolare sistematico delle ghiandole salivari di An. gambiae. Usando il Signal Sequence Trap (SST, 1) abbiamo identificato numerosi geni espressi specificamente nelle ghiandole salivari (2) focalizzando particolarmente la nostra attenzione sull’inibitore di aggregazione piastrinica apirasi e su una nuova famiglia di geni denominati D7-related. Usando un frammento di ~800 bp localizzato immediatamente a monte del sito di inizio della trascrizione abbiamo mostrato che il promotore dell’apirasi è riconosciuto in D. melanogaster determinando l’espressione ghiandola-specifica del gene LacZ di E. coli (3). La caratterizzazione dei quattro geni D7-related ha evidenziato che sono raggruppati in una regione di circa 7 Kb sul braccio destro del cromosoma 3. La ridondanza e la tessuto-specificità suggeriscono che questi geni abbiano un qualche ruolo importante nella assunzione del pasto di sangue. E’ verosimile che i D7-related codifichino per proteine in grado di legare, e forse di trasportare, piccole molecole idrofobiche, come suggerito dalla similarità con numerosi membri della famiglia di pheromone- ed odorant-binding proteins di insetti (4). Abbiamo infine iniziato, più di recente, un ulteriore ciclo di screening tramite SST che ha portato all’identificazione di nuovi cDNA ghiandola-specifici attualmente in corso di caratterizzazione. (1) Tashiro et al., 1993 Science 261, 600-603. (2) Arcà et al., 1999 Proc.Natl.Acad.Sci. USA 96, 1516-1521. (3) Lombardo et al., 2000 J. Biol. Chem. in press. (4) Hekmat-Scafe et al., 2000 Genetics 155, 117-127.

Identificazione e caratterizzazione molecolare di geni espressi specificamente nelle ghiandole salivari del vettore di malaria Anopheles gambiae.

ARCA', Bruno;LOMBARDO, Fabrizio;LANFRANCOTTI, Alessandra;COLUZZI BARTOCCIONI, Caio Mario
2000

Abstract

A cento anni dalla scoperta del ruolo di zanzare del genere Anopheles nella trasmissione dei parassiti malarici, questa infezione rappresenta ancora una grave emergenza sanitaria mondiale. Il 40% della popolazione globale vive in zone a rischio ed il 90% dei casi interessa l’Africa sub-Sahariana dove Anopheles gambiae è il principale responsabile dell’intensità della trasmissione. Strategie alternative di controllo dei vettori, basate su zanzare transgeniche incapaci di trasmettere il parassita, sono allo studio in numerosi laboratori. In particolare, l’attenzione si va focalizzando su cruciali passaggi di sviluppo di Plasmodium nella zanzara e su due organi-bersaglio chiave: l’intestino e le ghiandole salivari. Abbiamo iniziato da alcuni anni ad occuparci delle ghiandole salivari, un organo di estremo interesse sia per il ruolo che svolge nella trasmissione di patogeni sia per l’intensa attività secretoria e la produzione di numerose sostanze essenziali nell’adattamento all’ematofagia. Allo scopo di isolare geni ghiandola-specifici codificanti fattori di secrezione e di identificare potenziali recettori per gli sporozoiti di Plasmodium abbiamo intrapreso uno studio molecolare sistematico delle ghiandole salivari di An. gambiae. Usando il Signal Sequence Trap (SST, 1) abbiamo identificato numerosi geni espressi specificamente nelle ghiandole salivari (2) focalizzando particolarmente la nostra attenzione sull’inibitore di aggregazione piastrinica apirasi e su una nuova famiglia di geni denominati D7-related. Usando un frammento di ~800 bp localizzato immediatamente a monte del sito di inizio della trascrizione abbiamo mostrato che il promotore dell’apirasi è riconosciuto in D. melanogaster determinando l’espressione ghiandola-specifica del gene LacZ di E. coli (3). La caratterizzazione dei quattro geni D7-related ha evidenziato che sono raggruppati in una regione di circa 7 Kb sul braccio destro del cromosoma 3. La ridondanza e la tessuto-specificità suggeriscono che questi geni abbiano un qualche ruolo importante nella assunzione del pasto di sangue. E’ verosimile che i D7-related codifichino per proteine in grado di legare, e forse di trasportare, piccole molecole idrofobiche, come suggerito dalla similarità con numerosi membri della famiglia di pheromone- ed odorant-binding proteins di insetti (4). Abbiamo infine iniziato, più di recente, un ulteriore ciclo di screening tramite SST che ha portato all’identificazione di nuovi cDNA ghiandola-specifici attualmente in corso di caratterizzazione. (1) Tashiro et al., 1993 Science 261, 600-603. (2) Arcà et al., 1999 Proc.Natl.Acad.Sci. USA 96, 1516-1521. (3) Lombardo et al., 2000 J. Biol. Chem. in press. (4) Hekmat-Scafe et al., 2000 Genetics 155, 117-127.
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