Den största genetiska studien någonsin av mygg avslöjar insektsicidresistensens rörelse mellan olika regioner i Afrika och hittar flera snabbt utvecklande insektsicidresistensgener. Rapporterad idag (29 november) i Natur , denna genetiska resurs kommer att användas för att utveckla nya verktyg för att övervaka resistens och hantera användning av insekticider, och för att utforma nya kontrollmetoder.

Malaria överförs av myggor och ökande motståndskraft mot insektsmedel hämmar ansträngningarna att bekämpa sjukdomen. Studien av forskare från Wellcome Trust Sanger Institute och deras medarbetare upptäckte också att vilda myggor som samlats in i Afrika var genetiskt mycket mer mångsidiga än man hade trott. Detta hjälper till att förklara hur myggor utvecklar insekticidresistens så snabbt.

Mer än 200 miljoner människor smittas av malariaparasiten världen över varje år, som överförs av blodsugande Anopheles-myggor. Malaria dödade cirka 429, 000 människor 2015 med de flesta fallen i Afrika söder om Sahara.

Folkhälsoåtgärder i Afrika, såsom insekticidbehandlade sängnät och sprutning av insekticider, har bidragit till att minska antalet malariafall sedan 2000, men många myggor har utvecklat resistens mot insekticider. Detta hotar nu att spåra ur malariakontrollen i Afrika.

För att förstå hur myggor utvecklas, forskare som arbetar med Anopheles gambiae 1000 genomprojektet sekvenserade DNA från 765 vilda Anopheles -myggor. Dessa togs från 15 platser i åtta afrikanska länder, skapa den största dataresursen om naturlig genetisk variation för alla insektsarter. De undersökte sedan var och en av mygggenomen.

Forskarna avslöjade att Anopheles gambie -myggorna är extremt genetiskt varierade jämfört med de flesta andra djurarter. Hög genetisk mångfald möjliggör snabb utveckling och studien fann 52 miljoner små skillnader mellan mygggenomen.

Dr Mara Lawniczak, en motsvarande författare på tidningen och fakulteten vid Wellcome Trust Sanger Institute, sade:"Mångfalden av mygggener var mycket större än vi förväntat oss. Sådana höga nivåer av genetisk variation gör att myggpopulationer snabbt utvecklas som svar på våra ansträngningar att kontrollera dem oavsett om det är med insekticider eller någon annan kontrollåtgärd, inklusive gendrivning. "

Nya strategier för att bekämpa mygg utvecklas som använder 'gendrivning'- med hjälp av de senaste Crispr/Cas 9 genetiska verktygen för att göra myggar ofruktbara eller oförmögna att bära malariaparasiten. Dock, denna teknik kräver en exakt matchning med någon målinriktad gen. Forskarna fann att gendrivning osannolikt fungerar för de flesta mygggener eftersom de är för varierande till sin natur, men de använde också data för att markera mindre variabla mål som potentiellt är mer lämpliga för gendrivna metoder för att kontrollera mygg.

Mygggenomen avslöjade också en snabb utveckling av flera gener som tidigare hade varit inblandade i insekticidresistens. Oväntat, forskarna upptäckte många tidigare okända genetiska varianter inom de gener som kan orsaka insekticidresistens. Oroande, de visade att dessa genetiska varianter för insekticidresistens inte bara växte fram oberoende i olika delar av Afrika, men sprids också över kontinenten genom myggvandring.

Professor Martin Donnelly, en motsvarande författare från Liverpool School of Tropical Medicine och Honorary Faculty vid Wellcome Trust Sanger Institute, sade:"Vi vet att myggpopulationer snabbt utvecklas motståndskraft mot insekticider, vilket är ett allvarligt hot mot framtiden för malariakontroll i Afrika. Vi har kunnat se att en mängd olika gener kopplade till insekticidresistens är under mycket starkt urval, bekräftar att de spelar en viktig roll i utvecklingen av insekticidresistens hos naturliga myggpopulationer. Vår studie belyser de svåra utmaningar som offentliga ansträngningar står inför för att bekämpa mygg och att hantera och begränsa insekticidresistens. "

Alistair Miles, huvudförfattare från University of Oxford och Wellcome Trust Sanger Institute, sade:"Den data vi har genererat är en unik resurs för att studera hur myggpopulationer reagerar på våra nuvarande kontrollinsatser, och för att utforma bättre teknik och strategier för myggbekämpning i framtiden. Mer data kommer att behövas för att fylla i de geografiska luckorna och studera hur myggpopulationer förändras över tid och som svar på specifika kontrollinterventioner. Dock, denna studie visar en tydlig väg mot att bygga en ny och välbehövlig källa till underrättelse för att stödja kampanjen för att utrota malaria i Afrika. "