Name: harvesting venom toxins from assassin bugs and other heteropteran insects
Uploaded: 2018-04-21T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Harvesting Venom Toxins from Assassin Bugs and Other Heteropteran Insects at JoVE.com

Nous reconnaissons financial support de l’Australian Research Council (subventions DP130103813 et LP140100832 à G.F.K., DE160101142 bourse DECRA à EABU), l’Australian National Health & Medical Research Council (Bourse de recherche Principal APP1044414 à G.F.K.) et l’Université du Queensland (Bourse de recherche postdoctorale à A.A.W.).

Ce protocole est conforme à la politique de l’Université du Queensland énoncée dans Responsible Care et l’utilisation des animaux dans l’enseignement et de recherche (PPL 4.20.11) ainsi que la National Health et Medical Research Council code australien pour le soin et l’utilisation de animaux à des fins scientifiques (8ème édition 2013).
ATTENTION : prendre soin de ne pas pour être envenomated lors de la gestion des bugs de l’assassin. Prenez soi...

<ol>
	<li>Walker, A. A., Weirauch, C., Fry, B. G., King, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Venoms+of+heteropteran+insects:+A+treasure+trove+of+diverse+pharmacological+toolkits.">Venoms of heteropteran insects: A treasure trove of diverse pharmacological toolkits.</a> Toxins. 8 (2), 43 (2016).</li><li>Ribeiro, J. M. C., Assump&#231;&#227;o, T. C., Francischetti, I. M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+insight+into+the+sialomes+of+bloodsucking+Heteroptera.">An insight into the sialomes of bloodsucking Heteroptera.</a> Psyche (Stuttg). 2012, 1-16 (2012).</li><li>Ambrose, D. P., Maran, S. P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+protein+content+and+paralytic+potential+of+saliva+of+fed+and+prey+deprived+reduviid+Acanthaspis+pedestris+St&#229;l+(Heteroptera:+Reduviidae:+Reduviinae).">Quantification protein content and paralytic potential of saliva of fed and prey deprived reduviid Acanthaspis pedestris St&#229;l (Heteroptera: Reduviidae: Reduviinae).</a> Indian Journal of Environmental Science. 3 (1), 11-16 (1999).</li><li>Edwards, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+action+and+compostion+of+the+saliva+of+an+assassin+bug+Platymeris+rhadamanthus+Gaerst.+(Hemiptera,+Reduviidae).">The action and compostion of the saliva of an assassin bug Platymeris rhadamanthus Gaerst. (Hemiptera, Reduviidae).</a> Journal of Experimental Biology. 38, 61-77 (1961).</li><li>Zerachia, T., Bergmann, F., Shulov, A., Kaiser, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Animal and Plant Toxins. , 143-146 (1973).</li><li>Walker, A. A., Hern&#225;ndez-Vargas, M. J., Corzo, G., Fry, B. G., King, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Giant+fish-killing+water+bug+reveals+ancient+and+dynamic+venom+evolution+in+Heteroptera.">Giant fish-killing water bug reveals ancient and dynamic venom evolution in Heteroptera.</a> Cellular and Molecular Life Sciences. , (2018).</li><li>Walker, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Giant+fish-killing+water+bug+reveals+ancient+and+dynamic+venom+evolution+in+Heteroptera.">Giant fish-killing water bug reveals ancient and dynamic venom evolution in Heteroptera.</a> Cell. Mol. Life Sci. , (2018).</li><li>Walker, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+assassin+bug+Pristhesancus+plagipennis+produces+two+distinct+venoms+in+separate+gland+lumens.">The assassin bug Pristhesancus plagipennis produces two distinct venoms in separate gland lumens.</a> Nature Communications. 9 (1), 755 (2018).</li><li>Hern&#225;ndez-Vargas, M. J., Santib&#225;&#241;ez-L&#243;pez, C. E., Corzo, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+insight+into+the+triabin+protein+family+of+American+hematophagous+reduviids:+Functional,+structural+and+phylogenetic+analysis.">An insight into the triabin protein family of American hematophagous reduviids: Functional, structural and phylogenetic analysis.</a> Toxins. 8 (2), 44 (2016).</li><li>Dan, A., Pereira, M. H., Pesquero, J. L., Diotaiuti, L., Beirao, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Action+of+the+saliva+of+Triatoma+infestans+(Heteroptera:+Reduviidae)+on+sodium+channels.">Action of the saliva of Triatoma infestans (Heteroptera: Reduviidae) on sodium channels.</a> Journal of Medical Entomology. 36 (6), 875-879 (1999).</li><li>Corzo, G., Adachi-Akahane, S., Nagao, T., Kusui, Y., Nakajima, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+peptides+from+assassin+bugs+(Hemiptera:+Reduviidae):+isolation,+chemical+and+biological+characterization.">Novel peptides from assassin bugs (Hemiptera: Reduviidae): isolation, chemical and biological characterization.</a> FEBS Letters. 499 (3), 256-261 (2001).</li><li>Sahayaraj, K., Kumar, S. M., Anandh, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+milking+and+electric+shocks+for+venom+collection+from+hunter+reduviids.">Evaluation of milking and electric shocks for venom collection from hunter reduviids.</a> Entomon. 31 (1), 65-68 (2006).</li><li>Silva-Cardoso, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paralytic+activity+of+lysophosphatidylcholine+from+saliva+of+the+waterbug+Belostoma+anurum.">Paralytic activity of lysophosphatidylcholine from saliva of the waterbug Belostoma anurum.</a> Journal of Experimental Biology. 213 (19), 3305-3310 (2010).</li><li>Noeske-Jungblut, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triabin,+a+highly+potent+exosite+inhibitor+of+Thrombin.">Triabin, a highly potent exosite inhibitor of Thrombin.</a> Journal of Biological Chemistry. 270 (48), 28629-28634 (1995).</li><li>Noeske-Jungblut, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+inhibitor+of+collagen-induced+platelet+aggregation+from+the+saliva+of+Triatoma+pallidipennis.">An inhibitor of collagen-induced platelet aggregation from the saliva of Triatoma pallidipennis.</a> Journal of Biological Chemistry. 269 (7), 5050-5053 (1994).</li><li>Sahayaraj, K., Borgio, J. F., Muthukumar, S., Anandh, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibacterial+activity+of+Rhynocoris+marginatus+(Fab.)+and+Catamirus+brevipennis+(Servile)+(Hemiptera:+Reduviidae)+venoms+against+human+pathogens.">Antibacterial activity of Rhynocoris marginatus (Fab.) and Catamirus brevipennis (Servile) (Hemiptera: Reduviidae) venoms against human pathogens.</a> Journal of Venomous Animals and Toxins Including Tropical Diseases. 12 (3), 487-496 (2006).</li><li>Haridass, E. T., Ananthakrishnan, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+morphology+of+the+salivary+system+in+some+reduviids+(Insecta-Heteroptera-Reduviidae).">Functional morphology of the salivary system in some reduviids (Insecta-Heteroptera-Reduviidae).</a> Proceedings of the Indian Academy of Sciences. 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H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anticoagulant+activity+of+Triatoma+infestans+and+Panstrongylus+megistus+saliva+(Hemiptera/Triatominae).">Anticoagulant activity of Triatoma infestans and Panstrongylus megistus saliva (Hemiptera/Triatominae).</a> Acta Tropica. 61, 255-261 (1996).</li><li>Ribeiro, J. M., Marinotti, O., Gonzales, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+salivary+vasodilator+in+the+blood-sucking+bug,+Rhodnius+prolixus.">A salivary vasodilator in the blood-sucking bug, Rhodnius prolixus.</a> British Journal of Pharmacology. 101 (4), 932-936 (1990).</li><li>Ribeiro, J. M., Schneider, M., Guimar&#227;es, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+and+characterization+of+prolixin-S+(nitrophorin+2),+the+salivary+anticoagulant+of+the+blood-sucking+bug+Rhodnius+prolixus.">Purification and characterization of prolixin-S (nitrophorin 2), the salivary anticoagulant of the blood-sucking bug Rhodnius prolixus.</a> Biochem Journal. 308 (1), 243-249 (1995).</li><li>Swart, C. C., Deaton, L. E., Felgenhauer, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+salivary+gland+and+salivary+enzymes+of+the+giant+waterbugs+(Heteroptera;+Belostomatidae).">The salivary gland and salivary enzymes of the giant waterbugs (Heteroptera; Belostomatidae).</a> Comparative Biochemistry and Physiology A Molecular &amp; Integrative Physiology. 145 (1), 114-122 (2006).</li><li>Rasmussen, S., Young, B., Krimm, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+'spitting'+behaviour+in+cobras+(Serpentes:+Elapidae).">On the 'spitting' behaviour in cobras (Serpentes: Elapidae).</a> Journal of Zoology. 237 (1), 27-35 (1995).</li><li>Fink, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Venom+spitting+by+the+green+lynx+spider,+Peucetia+viridans+(Araneae,+Oxyopidae).">Venom spitting by the green lynx spider, Peucetia viridans (Araneae, Oxyopidae).</a> Journal of Arachnology. 12, 372-373 (1984).</li><li>Herzig, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ontogenesis,+gender,+molting+influence+the+venom+yield+in+the+spider+Coremiocnemis+tropix+(Araneae,+Theraphosidae).">Ontogenesis, gender, molting influence the venom yield in the spider Coremiocnemis tropix (Araneae, Theraphosidae).</a> Journal of Venomous Research. 1, 76-83 (2010).</li><li>Sahayaraj, K., Subramanium, M., Rivers, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemical+and+electrophoretic+analyses+of+saliva+from+the+predatory+reduviid+species+Rhynocoris+marginatus+(Fab).">Biochemical and electrophoretic analyses of saliva from the predatory reduviid species Rhynocoris marginatus (Fab).</a> Acta Biochimica Polonica. 60 (1), 91-97 (2013).</li></ol>

L’étape la plus critique dans la récolte de venin d’assassin bug consiste à sélectionner la méthode appropriée selon les besoins de l’étude. Chacune des trois méthodes présentées pour la récolte des hétéroptères venins a des avantages et inconvénients selon les applications en aval.
Induisant des bogues pour expulser le venin de la trompe (protocoles 1-3) évite la contamination du venin de tissus glandulaires. En outre, ces méthodes sont non létales et peuvent être ré...

Hétéroptères venins sont des substances bioactives puissamment1. Par exemple, les sécrétions de venin/salive de sang-alimentation hétéroptères comme kissing bugs (Triatominae) et les punaises de lit (Cimicidae) facilite l’alimentation en perturbant l’hémostase2. Toxines dans ces venins ciblent des voies multiples, y compris la coagulation, l’agrégation plaquettaire et une vasoconstriction, ainsi que la douleur et démangent des voies. Venins de la plupart des espèces d’hétéroptères sont adaptés pour faciliter la prédation plutôt que de nourrir de sang. Leurs venins causent la paralysie, la mort et la liquéfaction des tissus lorsqu’elle est injectée dans les invertébrés3,4. Lorsqu’elle est injectée dans les vertébrés, leur venin peut aussi avoir des effets drastiques. Par exemple, injection de venin de l’assassin bug Holotrichius innesi dans vertébrés provoque la douleur, une paralysie des muscles et l’hémorragie ; souris envenomated par ce bogue mourir rapidement à cause de la paralysie des muscles respiratoires5.
Études de transcriptomique et protéomique ont révélé la composition en protéines de certains venins hétéroptères. Venins d’espèces prédatrices sont riches en protéases, autres enzymes et des peptides et des protéines de structure inconnue et fonction6,7,8. Kissing bug venin est riche dans la famille des protéines triabin, dont les membres affectent profondément la coagulation, l’agrégation plaquettaire et une vasoconstriction2,9. Cependant, on ne sait pas quelles toxines sous-tendent la plupart des bioactivités de venin. Par exemple, le venin de Triatoma infestans kissing bug a été signalé à être analgésique et inhibent les canaux de sodium10, mais les composants responsables restent à élucider. De même, on ne sait pas quel composant du venin d’assassin bug cause la paralysie ou la douleur. Une condition sine qua non pour identifier les toxines responsables bioactivités venin particulier et pour la caractérisation de la structure et la fonction des toxines venin roman, est l’obtention de venin.
Venin a été obtenue de consommables par électrostimulation5,6,7,8,11,12,13, provocation de défensive réponses4,8, mécaniquement comprimant le thorax12,14,15,16, dissection venin glandes8,17 ,18,19,20,21,22et l’application des agonistes des récepteurs muscariniques de l’acétylcholine23. A en juger les éventuels avantages et inconvénients de n’importe quelle méthode est compliquée par la morphologie des glandes à venin hétéroptères, qui se composent d’une glande principale avec deux lumières séparées, la glande principale antérieure (AMG) et la glande principale postérieure (PMG), ainsi que d’un glandes accessoires associés (AG). Ces compartiments de différentes glandes produisent des sécrétions de différentes protéines, qui peuvent être spécialisées pour différentes fonctions biologiques, y compris la capture des proies, de défense et de digestion extra-orale8,17. Dans peiratine et ectrichodiine assassin bugs, l’AMG a été associé à la capture des proies et la PMG avec digestion extra-orale17. Toutefois, dans le harpactorine bug Pristhesancus plagipennis la PMG est spécialisée pour la capture des proies et la digestion tandis que l’AMG est l’hypothèse à sécréter venin défensif8. L’AG a été décrit comme ayant une fonction sécrétrice peu assassin bugs8 ou comme un important site de stockage de protéase dans les punaises d’eau géantes23. De toute évidence, les travaux supplémentaires sont nécessaire pour clarifier la fonction de chaque compartiment de la glande entre les divers sous-groupes d’hétéroptères et à déterminer la fonction de la plupart des toxines venin. Dans ce rapport, nous décrivons des protocoles pour la récolte des toxines venin de consommables pour atteindre ce but.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="912">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Electostimulator</td>
			<td style="width:203px;">Grass Technologies</td>
			<td style="width:187px;">S48 Square Pulse Stimulator</td>
			<td style="width:307px;">Electrostimulator allowing pulsed electrostimulation</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Featherlight tweezers</td>
			<td style="width:203px;">Australian Entomological Supplies</td>
			<td style="width:187px;">E122B</td>
			<td>For handling live venomous insects</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Protease inhibitor cocktail</td>
			<td style="width:203px;">Sigma</td>
			<td style="width:187px;">4693124001</td>
			<td>For preventing autoproteolytic digestion of venom</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dissection equipment</td>
			<td style="width:203px;">Australian Entomological Supplies</td>
			<td style="width:187px;">E152Micro</td>
			<td>For fine dissections</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Insect pins</td>
			<td style="width:203px;">Australian Entomological Supplies</td>
			<td style="width:187px;">E162</td>
			<td>For fine dissections</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

harvesting venom toxins from assassin bugs and other heteropteran insects

Les insectes hétéroptères comme assassin bugs (Reduviidae) et punaises d’eau géantes (Belostomatidae) descendant d’un ancêtre commun de prédateur et venimeux, et la plupart des consommables existantes conserve cette stratégie trophique. Certains consommables sont passés au se nourrissant de sang de vertébrés (tels que les bogues de kissing, Triatominae ; et punaises de lit, Cimicidae) tandis que d’autres ont retourné à se nourrissant de plantes (plus Pentatomomorpha). Toutefois, à l’exception de la salive utilisée par kissing bugs pour faciliter l’alimentation en sang, peu est connu sur hétéroptères venins contre les venins de serpents, les scorpions et les araignées.
Un obstacle à la caractérisation des toxines venin hétéroptères est la structure et la fonction des glandes venin/labiale, qui sont morphologiquement complexes et d’effectuer de multiples rôles biologiques (défense, capture des proies et digestion extra-orale). Dans cet article, nous décrivons trois méthodes, que nous avons utilisé avec succès pour recueillir les hétéroptères venins. Tout d’abord, nous présentons électrostimulation comme un moyen pratique de recueillir le venin qui est souvent mortelle lorsqu’elle est injectée en proie des animaux, et qui permet d’éviter la contamination par du tissu glandulaire. Deuxièmement, nous montrons que doux harcèlement d’animaux est suffisante pour produire l’extrusion du venin de la trompe et/ou de venin craché dans certains groupes de consommables. En troisième lieu, nous décrivons des méthodes pour récolter des toxines venin par dissection des animaux anesthésiés pour obtenir les glandes à venin. Cette méthode est complémentaire aux autres méthodes, car elle peut permettre la récolte des toxines des taxons dans lequel l’électrostimulation et le harcèlement sont inefficaces. Ces protocoles permettra aux chercheurs de récolter les toxines des hétéroptères insectes pour la caractérisation de la structure-fonction et applications possibles en médecine et l’agriculture.

Certaines espèces d’hétéroptères, tels que le harpactorine P. plagipennis et le reduviine Platymeris Rhadamanthe, rendement fiable (5-20 µL) de grandes quantités de venin en réponse à l’électrostimulation (tableau 1). En général, la plupart des bugs peiratine, reduviine et harpactorine donnent venin en réponse à cette méthode. Parmi stenopodaine bogues, électrostimulation a suscité le venin de Oncocephalus SP., mais pas de <e...

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Harvesting Venom Toxins from Assassin Bugs and Other Heteropteran Insects

Bien que beaucoup d’insectes dans le sous-ordre des hétéroptères (Insecta : Hemiptera) sont venimeux, leur composition du venin et les fonctions de leurs toxines venin sont pour la plupart inconnues. Ce protocole décrit les méthodes pour récolter des hétéroptères venins pour davantage de caractérisation, utilisant l’électrostimulation, de harcèlement et dissection de la glande.

Récolte de venin toxines d’Assassin Bugs et autres insectes hétéroptères

Heteropteran insects such as assassin bugs (Reduviidae) and giant water bugs (Belostomatidae) descended from a common predaceous and venomous ancestor, ...

Research

JoVE Journal

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