Блокирование одного гена делает самок тараканов-прусаков непривлекательными для самцов

Ученые из Министерства сельского хозяйства Китая и Университета Южного Китая в Гуанчжоу выяснили, каким генетическим механизмом регулируется синтез феромона, которым самки таракана-прусака привлекают самцов.

Прусаки, или рыжие тараканы (Blattella germanica) — самый распространенный вид тараканов в мире. Химические сигналы играют важную роль в их жизни. В частности, у них имеется не менее двенадцати «феромонов агрегации», которые стимулируют у прусаков стремление собираться в крупные скопления. В 2015 году ученые из США установили, что важную роль в синтезе феромонов агрегации у прусаков играют бактерии, живущие в пищеварительной системе тараканов.

Существует также женский феромон, выделяемый самками прусаков для привлечения самцов. Его химическим предшественником служит длинноцепочечный углеводород 3,11-диметил-C29. Когда самец ощущает феромон своими усиками, он поднимает крылья, обнажая железу, содержащую питательные вещества. Пока самка лакомится его содержимым, самец спаривается с ней.

Как и другие длинноцепочечные молекулы, предшественник феромона синтезируется путем удлинения более короткой углеводородной цепи под действием фермента, называемого элонгазой. Чтобы узнать, как этот синтез регулируется, исследователи заблокировали ряд элонгаз тараканов с помощью РНК-интерференции. Они установили, что отсутствие одной из элонгаз — BgElo12 — ведет к снижению уровня женского феромона, а самцы теряли интерес к самкам, в организме которых это произошло.

Далее ученые определили, что синтез элонгазы BgElo12 регулируется двумя генами половой дифференциации насекомых, изученными ранее на плодовых мушках. У тараканов-самцов ген Doublesex подавляет выработку элонгазы, ограничивая количество вырабатываемого феромона. А у самок другой ген, под названием Transformer, блокирует эффект Doublesex, включая ген элонгазы. Когда ученые отключили ген Transformer у самок, это привело к снижению концентрации феромона и падению сексуальной привлекательности.

«Идентификация пути, регулирующего контактные феромоны самок, очень важна, — говорит первый автор исследования Тунсянь Лю, — поскольку это обогащает наше общее понимание регуляции полового поведения насекомых. Более того, выяснение этого ключевого пути, в частности, у тараканов, может привести к более эффективным способам борьбы с размножением этого глобально значимого вредителя».

Исследование опубликовано в электронном научном журнале PLOS Biology.