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

Reconocemos financieros de apoyo del Consejo australiano de investigación (becas DP130103813 y LP140100832 a G.F.K., DECRAN beca DE160101142 a EABU), el Australian National Health & Medical Research Council (beca de investigación Principal APP1044414 a G.F.K.) y la Universidad de Queensland (Beca Postdoctoral a A.A.W.).

Este protocolo cumple con la política de la Universidad de Queensland en el cuidado responsable y uso de animales en docencia e investigación (PPL 4.20.11) así como la Nacional de salud y de Consejo de investigación médica Código Australiano para el cuidado y uso de animales para fines científicos (8th edición 2013).
PRECAUCIÓN: tenga cuidado para no ser envenomated al manipular insectos asesinos. Tenga cuidado para proteger los ojos al manipular especies ...

<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. 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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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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>

El paso más crítico en la recolección de veneno de insecto asesino es seleccionar el método apropiado dependiendo de los propósitos del estudio. Cada uno de los tres métodos presentados para la recolección de heteropteran venenos tiene ventajas y desventajas dependiendo de aplicaciones posteriores.
Inducir a errores a expulsar el veneno de la probóscide (protocolos 1-3) evita la contaminación de veneno por los tejidos glandulares. Además, estos métodos son no letales y pueden repeti...

Heteropteran venenos son sustancias potencialmente bioactivas1. Por ejemplo, las secreciones de saliva/veneno de Heteroptera alimentan de sangre como vinchucas (Triatominae) y chinches de cama (Cimicidae) facilita la alimentación alteran la hemostasia2. Las toxinas de estos venenos objetivo múltiples vías incluyendo la coagulación, agregación plaquetaria y vasoconstricción, así como el dolor y pican caminos. Venenos de la mayoría de otras especies de heteropteran se adaptan para facilitar la depredación más que alimentan de sangre. Sus venenos causan parálisis, muerte y licuefacción del tejido cuando se inyecta en invertebrados3,4. Cuando se inyecta en los vertebrados, su veneno también puede tener efectos drásticos. Por ejemplo, inyección de veneno de insecto asesino Holotrichius innesi en vertebrados provoca parálisis del músculo, dolor y hemorragia; ratones envenomated por este fallo mueren rápidamente debido a la parálisis respiratoria5.
Estudios transcriptómicos, proteómicos han revelado la composición proteica de algunos venenos heteropteran. Venenos de las especies depredadoras son ricos en proteasas, enzimas y péptidos y proteínas de estructura desconocida y función6,7,8. Veneno de la vinchuca es rica en la familia de proteínas de triabin, cuyos miembros afectan profundamente a la coagulación, agregación plaquetaria y vasoconstricción2,9. Sin embargo, no se sabe que las toxinas subyacen la mayoría bioactividades del veneno. Por ejemplo, veneno de la vinchuca Triatoma infestans se ha divulgado para ser analgésico e inhibir los canales de sodio10, pero los componentes responsables siguen siendo ser aclarado. Asimismo, no se sabe qué componentes del veneno de insecto asesino de causan dolor o parálisis. Un requisito previo para identificar las toxinas responsables bioactividades veneno particular y para la caracterización de la estructura y función de las toxinas del veneno de la novela, es la obtención de veneno.
Veneno ha sido obtenido de heteropterans por electroestimulación5,6,7,8,11,12,13, provocación de defensiva respuestas4,8, mecánicamente exprimiendo el tórax12,14,15,16, disección de las glándulas de veneno8,17 ,18,19,20,21,22y la aplicación de agonistas del receptor muscarínico23. Juzgar las posibles ventajas y desventajas de cualquier método es complicado por la morfología de glándulas heteropteran, que consisten en una glándula principal con dos lúmenes separados, la glándula principal anterior (AMG) y posterior glándula principal (PMG), así como un glándula accesoria asociada (AG). Estos compartimientos diferentes glándulas producen secreciones diferentes de proteínas, que pueden ser especializadas para diferentes funciones biológicas incluyendo la captura de presas, defensa y digestión extra oral8,17. En peiratine y ectrichodiine insectos de asesino, el AMG se ha asociado con la captura de presas y el PMG con digestión extra oral17. Sin embargo, en el harpactorine error plagipennis de Pristhesancus el PMG está especializada para la captura de presas y la digestión mientras que el AMG se presume para secretar veneno defensivo8. El AG se ha descrito como teniendo poca función secretora en insectos asesinos8 o como un sitio principal de almacenamiento de información de proteasa en chinches de agua gigantes23. Claramente, más trabajo es necesario aclarar la función de cada compartimiento de la glándula entre distintos subgrupos de heteropteran y para determinar la función de más toxinas del veneno. En este informe se describen los protocolos para la recolección de las toxinas del veneno de heteropterans hacia esta meta.

<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

Heteropteran insectos tales como chinches (Reduviidae) de asesino y gigante chinches de agua (Belostomatidae) descienden de un antepasado común de colocar y venenoso, y la mayoría de las heteropterans mantener esta estrategia trófica. Algunos heteropterans han pasaron a alimentarse de sangre vertebrado (como vinchucas, Triatominae; y chinches, Cimicidae) mientras otros han vuelto a alimentarse de las plantas (la mayoría Pentatomomorpha). Sin embargo, a excepción de saliva utilizado por vinchucas para facilitar la alimentación de sangre, poco se sabe sobre venenos heteropteran comparados con los venenos de arañas, escorpiones y serpientes.
Uno de los obstáculos a la caracterización de las toxinas del veneno de la heteropteran es la estructura y función de las glándulas de veneno labial, que son morfológicamente complejos y realizar múltiples funciones biológicas (defensa, captura de presas y digestión extra oral). En este artículo, se describen tres métodos que hemos utilizado con éxito para recoger heteropteran venenos. En primer lugar, presentamos la electroestimulación como una manera conveniente de recoger veneno que suele ser letal cuando se inyecta en animales de presa, y que evita la contaminación por el tejido glandular. En segundo lugar, mostramos que el acoso suave de animales es suficiente para producir extrusión de veneno de la probóscide o veneno escupe en algunos grupos de heteropterans. En tercer lugar, se describen métodos para sacar las toxinas del veneno por la disección de animales anestesiados para obtener de las glándulas de veneno. Este método es complementario a otros métodos, como pueden permitir extracción de toxinas de taxa en los que la electroestimulación y el acoso son ineficaces. Estos protocolos permiten a los investigadores recoger toxinas de insectos heteropteran para la caracterización de la estructura y función y posibles aplicaciones en medicina y agricultura.

Algunas especies heteropteran como la harpactorine p. plagipennis y el reduviine Platymeris Radamanto, fiable rendimiento grandes cantidades (5-20 μl) de venom en respuesta a la electroestimulación (tabla 1). En general, más peiratine, reduviine y harpactorine bugs rendimiento veneno en respuesta a este método. Entre stenopodaine bugs, electroestimulación produce veneno de Oncocephalus SP., pero no Thodelmus sp. Los errores holopti...

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Harvesting Venom Toxins from Assassin Bugs and Other Heteropteran Insects

Aunque muchos insectos en el suborden Heteroptera (Insecta: Hemiptera) son venenoso, su composición del veneno y las funciones de las toxinas de su veneno son en su mayoría desconocidas. Este protocolo describe métodos para cosechar heteropteran venenos de más caracterización, mediante electroestimulación, acoso y disección de la glándula.

Recolección de las toxinas del veneno de insectos asesinos y otros insectos Heteropteran

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

Research

JoVE Journal

Environment

Helminth Collection and Identification from Wildlife

Wild animals are commonly parasitized by a wide range of helminths. The four major types of helminths are &#34;roundworms&#34; (nematodes), ...

Investigación

Medio ambiente

Quantification of Heavy Metals and Other Inorganic Contaminants on the Productivity of Microalgae

La cuantificación de los metales pesados ​​y otros contaminantes inorgánicos en la productividad de microalgas

Increasing demand for renewable fuels has researchers investigating the feasibility of alternative feedstocks, such as microalgae. Inherent advantages ...

Assaying Predatory Feeding Behaviors in Pristionchus and Other Nematodes

Assaying Predatory Feeding Behaviors in Pristionchus and Other Nematodes

El ensayo de los comportamientos de alimentación depredadores en<em&gt; Pristionchus</em&gt; Y otros nematodos

This protocol provides multiple methods for the analysis and quantification of predatory feeding behaviors in nematodes. Many nematode species including ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

Extracción de plaguicidas organoclorados de pellets de plástico y análisis de tipos de plástico

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

Extraction and Characterization of Surfactants from Atmospheric Aerosols

Extracción y caracterización de los agentes tensioactivos de los aerosoles atmosféricos

Surface-active compounds, or surfactants, present in atmospheric aerosols are expected to play important roles in the formation of liquid water clouds in ...

Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System

Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System

Metodología para el desarrollo de tablas de vida para los insectos sésiles en el campo de la mosca blanca, Bemisia tabaci, en algodón como un modelo de sistema de

Life tables provide a means of measuring the schedules of birth and death from populations over time. They also can be used to quantify the sources and ...

Composition and Properties of Aquafaba: Water Recovered from Commercially Canned Chickpeas

Composición y propiedades de Aquafaba: agua recuperados de garbanzos enlatados comercialmente

Chickpea and other pulses are commonly sold as canned products packed in a thick solution or a brine. This solution has recently been shown to produce ...

Double-stranded RNA Oral Delivery Methods to Induce RNA Interference in Phloem and Plant-sap-feeding Hemipteran Insects

Double-stranded RNA Oral entrega métodos para inducir la interferencia de ARN en floema e insectos Hemipteran alimentación planta de sap

Phloem and plant sap feeding insects invade the integrity of crops and fruits to retrieve nutrients, in the process damaging food crops. Hemipteran ...

Chemical Isolation, Quantification, and Separation of Skin Lipids from Reptiles

Aislamiento químico, cuantificación y separación de los lípidos de la piel de los Reptiles

Reptiles signal to conspecifics using lipids in their skin, primarily to enable mate tracking and assessment. The isolation of these lipids has utility in ...

Cortisol Extraction from Sturgeon Fin and Jawbone Matrices

Extracción de cortisol de las matrices de aleta de esturión y mandíbula

The aims of this study were to develop a technique for the extraction of cortisol from sturgeon fins using two washing solvents (water and isopropanol) ...