Het liefdeslied van de gelekoortsmug (Aedes aegypti) bestaat uit het zoemen van de vleugels. Als mannetjes dat niet kunnen horen, dan wordt er niet gepaard en komt er dus ook geen nageslacht. Dat ontdekten biologen van de Universiteit van Californië (VS) die mannelijke muggen doof hadden gemaakt met één genetische modificatie. „We tonen hiermee aan dat het gehoor essentieel is voor het paringsgedrag van deze soort”, schrijven de onderzoekers deze week in PNAS.
Het ontrafelen van het voortplantingsgedrag van Ae. aegypti is van groot belang, schrijven de onderzoekers, omdat deze muggen virussen overbrengen die dengue (knokkelkoorts), gele koorts, zika en andere infectieziekten veroorzaken. Jaarlijks raken zo’n 400 miljoen mensen besmet met dengue, aldus het artikel, en dat aantal neemt toe. Volgens de onderzoekers kan de nieuwe kennis helpen bij het bestrijden van deze infectieziekten.
De onderzoekers gebruikten de genetische knip- en plaktechniek crispr-cas. Daarmee kun je, bijvoorbeeld in bevruchte eicellen, heel precies bepaalde genen uitschakelen of veranderen. De Amerikanen richtten hun pijlen op het gen TRPVa, dat codeert voor een eiwit in de celmembraan van de gehoorzenuwen van Ae. aegypti. Die gehoorzenuwen komen uit in een klein orgaantje aan de basis van de antennen. Mannelijke muggen waarbij het gen was uitgeschakeld, ontwikkelden zich verder normaal, maar konden niet horen. Dat bleek uit verschillende experimenten.
Gemodificeerde mannetjes
Ten eerste konden de onderzoekers meten dat de gehoorzenuwen van de gemodificeerde mannetjes niet reageerden op muggengezoem. Maar bovenal uitte de doofheid zich in gedragsexperimenten, in kooitjes met vrouwtjes erbij. Goed-horende mannetjes bleken per vijf minuten gemiddeld zes keer te paren met een vrouwtje. Dove mannetjes paarden in het geheel niet.
„Dat geluid een rol speelt bij het paringsgedrag van muggen was al wel langer bekend”, reageert entomoloog Bart Knols, gespecialiseerd in de rol van muggen bij het overbrengen van infectieziekten. „Maar met deze experimenten hebben de Californiërs dat nog even heel mooi aangetoond.”
Mannetjesmuggen slaan normaal zo’n 700 keer per seconde met hun vleugels; vrouwtjes zo’n 400 keer. „Maar als ze elkaar tegenkomen, passen ze die frequenties aan elkaar aan”, vertelt Knols. „Het mannetje grijpt dan het vrouwtje vast in de vlucht. Daarna proeft hij ook nog even aan de feromonen op haar lijf of ze van de juiste soort is. Als alles klopt, dan paren ze. Binnen 20 seconden is het gebeurd.”
Met crispr-cas kun je sleutelen aan allerlei systemen om te kijken wat er dan gebeurt, legt Knols uit. „Bij fruitvliegen was al aangetoond met welke mutatie je ze doof kunt maken. Deze onderzoekers hebben dat nu ook bij de gelekoortsmug gedaan, en zie: dan stort dat hele kaartenhuis van die paring in elkaar. Niet erg verrassend, eigenlijk.”
Link met infectieziekten
De publicatie toont dit netjes aan, vindt Knols. „Maar al meteen in de eerste paar zinnen wordt de link gelegd met die infectieziekten, en die 400 miljoen slachtoffers per jaar. Dat suggereert dat dit onderzoek kan helpen om daar iets aan te doen. Ik denk dat we daar nog heel veel stappen vanaf zijn.”
Want zelfs al zou je al toestemming krijgen om genetisch georganiseerde organismen in het milieu los te laten – hoe zou die mutatie zich dan onder muggen kunnen verspreiden, als de behandelde muggen niet paren? De Amerikanen verwijzen in hun artikel naar een ander, vergelijkbaar principe: de steriele-insecttechniek (SIT), die wereldwijd al veel wordt toegepast. Daarbij worden mannelijke muggen steriel gemaakt met behulp van straling, en dan in grote aantallen losgelaten. Die mannetjes bevruchten vrouwtjes met steriel zaad, waardoor die vrouwtjes ‘uit de markt’ worden gehaald. „Die techniek is in de praktijk inefficiënt, omdat de steriele mannetjes minder competitief zijn. Misschien zou je hun competitiviteit kunnen opschroeven door ze juist béter te laten horen”, aldus het artikel.
Volgens Knols is dat vergezocht: „Die steriele mannetjes zijn helemaal niet minder competitief, dat is keer op keer aangetoond. SIT werkt prima. Daar heb je helemaal geen genetische modificatie bij nodig. Bovendien is paring van zo’n groot evolutionair belang dat selectie voor ‘beter-horen’ in wilde populaties al optimaal is.”
