Wetenschappers leggen de volledige genetische plattegrond van de tseetseevlieg bloot
ArrayNa 10 jaar onderzoek en 366 miljoen code letters heeft een internationale groep van onderzoekers eindelijk de genetische code van de tseetseevlieg (Glossina morsitans) ontcijferd. De wetenschappers keken hierbij vooral naar genen die de eiwitten coderen waaruit de tseetseevlieg bestaat. Met andere woorden, de catalogus die aangeeft hoe een tseetseevlieg is opgebouwd en mogelijk functioneert. Deze rijkdom aan genetische basisinformatie biedt nieuwe mogelijkheden in de strijd tegen Afrikaanse trypanosomiasis bij mens en dier. De tseetseevlieg staat centraal in de verspreiding van deze ziekten die een zware last betekenen voor de Afrikaanse bevolking ten zuiden van de Sahara. Het resultaat van dit titanenproject, waarbij meer dan 140 wetenschappers betrokken waren, verschijnt op vrijdag 25 april 2014 in het wetenschappelijk toptijdschrift Science.
Beide sexen van de tseetseevlieg voeden zich exclusief met bloed en kunnen de parasiet overdragen die dierlijke en humane Afrikaanse trypanosomiasis veroorzaakt (respectievelijk “nagana” en “slaapziekte” genoemd). Er is weinig hoop dat deze ziekten voorkomen kunnen worden door middel van een vaccin, omdat de trypanosoomparasiet er in slaagt om het immuunsysteem van zoogdieren te omzeilen. Eén van de hoekstenen in de strijd tegen deze ziekten zijn diverse controlestrategieën tegen de tseetseevlieg, de overdrager van de ziekteverwekker.
“Tot nu toe hebben we al bemoedigende resultaten geboekt, bijvoorbeeld door de tseetseevlieg selectief te vangen, gebruik te maken van insecticiden en door steriele mannetjes in de natuur los te laten. Door de volledige DNA-plattegrond van de tseetseevlieg bloot te leggen, kunnen we nu bestaande controlemethoden verbeteren en nieuwe strategieën ontwikkelen die nog beter werken en minder kosten” zegt prof. Jan Van Den Abbeele van het Instituut voor Tropische Geneeskunde Antwerpen (ITG), die het projectwerk rond de speekselkliergenen van de vlieg leidde.
Deze ontcijfering van de genetische code zal ook deuren openen voor het verdere basisonderzoek naar de biologie van de tseetseevlieg en de interactie met de parasiet en met mens en dier.
“Je kan stellen dat we nu beschikken over alle afzonderlijke puzzelstukjes van een ingewikkelde biologische puzzel. In de komende decennia zullen we deze puzzel nu kunnen maken, beetje bij beetje, door gedreven en doelgericht experimenteel werk” voegt prof. Van Den Abbeele er aan toe.
De laatste jaren vermindert het aantal gerapporteerde nieuwe gevallen van slaapziekte gestaag. in 2009 daalde het voor de eerste keer onder de 10.000. Afrikaanse trypanosomiasis komt echter veel meer voor onder het vee. Het kost om en nabij de 3 miljoen dieren en veroorzaakt de Afrikaanse landbouw een geschat verlies van ongeveer 3,5 miljard euro per jaar. Dit heeft een ingrijpende impact op de ontwikkeling van het continent.
Hoe hebben de wetenschappers de genetische code van de tseetseevlieg ontcijferd?
Gebruikmakend van verschillende technieken werd eerst de code van miljoenen kleine DNA-fragmenten bepaald, die daarna op de juiste wijze aan elkaar gezet werden tot het volledige tseetseevlieg-genoom. Vervolgens werden hierin de eiwitcoderende genen geïdentificeerd en gelokaliseerd door middel van computerprogramma’s die de sequenties vergeleken met de reeds bestaande, gedetailleerde genoominformatie , voornamelijk van de fruitvlieg. Deze werkwijze liet ook toe om de structuur en de functie van de genen te voorspellen. Al deze nieuwe informatie in de tseetseevlieg-genoomgegevensbank werd dan publiek beschikbaar gemaakt via www.vectorbase.org.
In totaal droegen er meer dan 140 wetenschappers bij aan het project, waarvan meer dan de helft uit Afrika, en elk gespecialiseerd in een specifiek aspect van de tseetseevlieg of van de insectvectorbiologie. De beschrijving van elk gen werd manueel nagekeken en eventueel gecorrigeerd. Aandacht ging vooral naar die genen die instaan voor belangrijke aspecten in de biologie van de vlieg, zoals onder andere het voortplantingssysteem, de bloedvoeding en het immuniteitssysteem.
De bijdrage van het ITG-team richtte zich op de genen die coderen voor de speekseleiwitten van de tseetseevlieg: ” Deze eiwitten zijn voor de vlieg essentieel om efficiënt bloed te kunnen zuigen bij mens of dier, en voor de trypanosoomparasiet om zich te kunnen ontwikkelen tot het infectieuze eindstadium waarin het door de vlieg wordt overgedragen. We schatten dat de speekselklier van de tseetseevlieg meer dan 250 verschillende gesecreteerde eiwitten bevat. Het was een hele uitdaging om deze terug te vinden en na te kijken in het tseetseevlieg-genoom,” aldus prof. Van Den Abbeele.
Het onderzoeksproject startte in 2003 door de oprichting van het ‘International Glossina Genome Initiative’ gefinancierd door de Wereldgezondheidsorganisatie (WGO). De 10 miljoen euro totaalkost van het project werd gedragen door meerdere financierders, waaronder het ‘Special Programme for Research and Training in Tropical Disease’ van de WGO).
