تطوير مسبار مجهري للقوة الذرية قائم على البعوض الحيوي الهجين القائم على ستينغر

Summary

تعد التحقيقات الكمية والخاضعة للرقابة في سلوكيات لدغات الحشرات ضرورية لوضع استراتيجيات فعالة لمكافحة الأمراض المنقولة بالنواقل. في هذا السياق ، يتم تقديم طريقة لتصنيع مجهر القوة الذرية الهجين الحيوي (AFM).

Abstract

يشكل البعوض ، الذي يشتهر بأنه أكثر فتكا بالبشر بسبب قدرته على نقل الأمراض ، تحديا مستمرا للصحة العامة. وتنطوي استراتيجية الوقاية الأولية المستخدمة حاليا على المواد الطاردة الكيميائية، التي غالبا ما تثبت عدم فعاليتها لأن البعوض يطور مقاومة بسرعة. وبالتالي ، فإن اختراع طرق وقائية جديدة أمر بالغ الأهمية. يتوقف هذا التطور على فهم شامل لسلوكيات لدغ البعوض ، مما يستلزم إعدادا تجريبيا يكرر بدقة سيناريوهات العض الفعلية مع معلمات اختبار يمكن التحكم فيها وقياسات كمية. لسد هذه الفجوة ، تم تصميم مجهر القوة الذرية الهجين الحيوي (AFM) ، والذي يتميز بستينغر بيولوجي - على وجه التحديد ، شفا البعوض - كطرف له. يتيح هذا المسبار الحيوي الهجين ، المتوافق مع أنظمة AFM القياسية ، محاكاة شبه حقيقية لسلوكيات اختراق البعوض. وتمثل هذه الطريقة خطوة إلى الأمام في الدراسة الكمية لآليات العض، مما قد يؤدي إلى إنشاء حواجز فعالة ضد الأمراض المنقولة بالنواقل (VBDs) وفتح سبل جديدة في مكافحة الأمراض التي ينقلها البعوض.

Introduction

أفادت منظمة الصحة العالمية (WHO) أن الأمراض المنقولة بالنواقل (VBDs) تمثل أكثر من 17٪ من جميع الأمراض المعدية ، والتي تسبب أكثر من 7،00،000 حالة وفاة سنويا على مستوى العالم. على سبيل المثال ، باعتباره الأكثر فتكا في العالم ، ينشر البعوض العديد من مسببات الأمراض ، مثل حمى الضنك والملاريا وزيكا ، من خلال المفصليات التي تتغذى على الدم ، مما يؤدي إلى 700 مليون إصابة كل عام¹. تعتبر الاستكشافات نحو تطوير تدابير فعالة لمنع VBDs ذات أهمية حاسمة ، بما في ذلك محاكاة سلوكيات اختراق البعوض للتحقيق في آليات العض ودراسات الحواجز المحتملة لإثبات فعاليتها في منع الاختراق. ويتمثل أحد التحديات الرئيسية في وضع نهج مناسبة لإجراء مثل هذه التحقيقات. وقد بذلت جهود في....

Protocol

أنواع البعوض المستخدمة في هذا البروتوكول هي أنثى الزاعجة المصرية البالغة غير المصابة (A. aegypti) ، التي يتم تجميدها وتخزينها في مجمد بدرجة حرارة -20 درجة مئوية. تم توفير هذا النوع من قبل مركز موارد كاشف أبحاث داء الفيلاريات التابع للمعاهد الوطنية للصحة / NIAID للتوزيع من خلال موارد BEI ، NIAID ، المعاهد الوطنية للصحة: الزاعجة المصرية غير المصابة ، سلالة العين السوداء ليفربول (المجمدة) ، NR-48920. يتم سرد الكواشف والمعدات المستخدمة للدراسة في جدول المواد.

1. تشريح الشفرين من خرطوم

1. باستخدام الملقط ، ضع بعوضة ميتة على شريحة زجاجية تحت المجهر وتأكد من وجود طرف مدبب في نهاية....

النتائج

يمكن العثور على صور المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) لمسبار AFM الحيوي الهجين المصنع في الشكل 7. تم لصق نهاية الشفا بنجاح على شعاع الكابولي بدون طرف. بسبب الانحناء الطبيعي للدغات البعوض والتشغيل اليدوي للبروتوكول المقدم ، من الصعب للغاية الحصول على ناتئ مع طرف ستينغر عمودي تمام?.......

Discussion

تهدف الخطوة 1 من البروتوكول إلى تنظيف العينة البيولوجية من الشفرين غير المرغوب فيهما. لتحقيق ذلك ، يتم إجراء شق على الشفرين ، ولكن ليس على الكراسة ، التي تقع مباشرة تحت الشفرين (الشكل 1). نظرا لأن الملزمة والشفرين لا يتم ربطهما معا عند واجهتهما (أي أن الشفرين حر في الانزلاق عل.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
5-SA-SE Straight Tapered Ultra Fine-Pointed Tweezers	Excelta	N/A	For manipulating/dissecting the proboscis.
C-4D Probe station	Everbeing Int’l Corp	N/A	Used for AFM assembly.
Tipless Tapping Mode Cantilever	NanoAndMore USA	TL-NCH	AFM cantilever used for mounting the labrum. Specs are shown here: Shape: Beam Force Constant: 42 N/m (10 - 130 N/m) Resonance Frequency: 330 kHz (204 - 497 kHz) Length: 125 µm (115 - 135 µm) Width: 30 µm (22.5 - 37.5 µm) Thickness: 4 µm ( 3 - 5 µm)
UV Expoxy	Let's resin	ALR00146	For stinger attachment.