Genomisches Biomonitoring

RNAi als alternative Bekämpfungsmethode gegen Stechmücken (Culicidae)

Institution: Justus-Liebig-Universität, Gießen

Stechmücken stellen ein ernstzunehmendes Risiko für die menschliche Gesundheit dar. Jedes Jahr infizieren sich ca. 700 Mio Menschen weltweit mit Krankheiten deren Erreger durch Stechmücken übertragen werden, darunter Malaria sowie das Dengue- und Chikungunya-Fieber. Wurden diese Krankheiten früher mit tropischen und subtropischen Regionen in Verbindung gebracht, treten sie durch den Klimawandel begünstigt immer häufiger auch in Europa auf.

Leider gibt es derzeit nur unzureichende Präventions- und Bekämpfungsoptionen sodass die Entwicklung neuer Bekämpfungsstrategien dringend notwendig ist. Dazu leite ich seit Mai 2021 eine Nachwuchsgruppe an der Justus-Liebig Universität in Giessen. Schwerpunkt unserer Forschung ist die Entwicklung alternativer Bekämpfungsstrategien gegen Stechmücken auf Basis der sogenannten RNA interferenz oder kurz RNAi. Dieser natürliche, hoch konservierte Abwehrmechanismus kann genutzt werden um Gene, die beispielsweise in wichtige Stoffwechselprozesse involviert sind, gezielt auszuschalten. Das erlaubt eine artspezifische Bekämpfung die den Erhalt der Biodiversität schützt.

Für unsere Forschung verfügen wir derzeit über eine Zucht der Asiatischen Tigermücke (Aedes albopictus) sowie einer Zellkultur der Zelllinie C6/36 welche ebenfalls von Ae. albopictus stammt. Außerdem identifizieren wir verschiedene Gene (z.B. aus Literatur o. Patenten) welche im Falle ihres Knockdowns ein Fortbestehen der Stechmückenpopulation z.B. durch Tod der Larven oder das Legen von nicht lebensfähigen Eiern zur Folge hätte. In verschiedenen Versuchen werden, zu diesen Genen passende doppelsträngige RNAs (dsRNA), in die Stechmücken appliziert und der Effekt analysiert.

TBG Projekt-Team

Dr. Kornelia Hardes (PI)
Dr. Antje Steinbrink (PI, Alumna)
M.Sc. Bodunrin Omokungbe (Doktorand)
Sabrina Stiehler (Technische Assistentin)

Affiliiert
Prof. Andreas Vilcinskas (JLU und Fraunhofer-IME)
M.Sc. Alejandra Centurion (Fraunhofer-IME)
 

 

Blutmahlzeit Aedes albopictus
Foto: Antje Steinbrink

Weibliche Aedes albopictus
Foto: Alejandra Centurion

Weibliche Aedes albopictus
Foto: Alejandra Centurion

Zellen Aedes albopictus
Foto: Antje Steinbrink

Überblick über den allgemeinen Mechanismus der RNA-Interferenz (RNAi). Doppelsträngige RNA (dsRNA) von etwa 500 bp wird durch Injektion oder oral an verschiedene Entwicklungsstadien der Stechmücke (Larven, Puppen oder Erwachsene) verabreicht. Im Zytoplasma wird die lange dsRNA in kleine interferierende RNAs (siRNAs) von 20–23 bp geschnitten. Einer der siRNA-Stränge assoziiert mit dem RNA-induzierten Silencing-Komplex (RISC) während der andere abgebaut wird. Das aktive RISC wird von der siRNA zur komplementären mRNA geleitet, die dann abgebaut wird und so die Genexpression unterbricht (adaptiert nach Knorr et al. 2013).

Publikationen

Steinbrink A, Brugger K, Margos G, Kraiczy P, Klimpel S (2022) The evolving story of Borrelia burgdorferi sensu lato transmission in Europe. Parasitology Research https://doi.org/10.1007/s00436-022-07445-3;

Steinbrink A, Zotzmann S, Cunze S, Klimpel S (2019) Aedes koreicus – a new member of the genus Aedes establishing in Germany? Parasitology Research 118: 1073-1076. DOI: 10.1007/s00436-019-06232-x

 

Bühne frei für den wissenschaftlichen Nachwuchs! Sie sind Projektleiterinnen bei LOEWE-TBG und leiten ihre eigenen Nachwuchsgruppen: Dr. Kornelia Hardes (Fraunhofer IME) forscht zu Infektionskrankheiten und Dr. Antje Steinbrink (JLU Gießen) untersucht einheimische und invasive Stechmücken. Im Video stellen sie sich vor und geben Einblicke in ihre Labors.