Fremde Gene im Bettwanzen-Erbgut
Das rasante Comeback der Bettwanzen hat nun Forscher aus insgesamt 36 Institutionen dazu bewegt, in zwei parallelen Studien das Erbgut dieser Insekten zu analysieren. Ihr Ziel: Anhand der Gene und der Genexpression mehr über die Biologie, die Resistenzen und die Schwachstellen der Blutsauger zu erfahren. Rosenfeld und seine Kollegen sammelten und analysierten für ihre Studie DNA-Proben von knapp 1500 verschiedenen Bettwanzenpopulationen, darunter waren auch Wanzen aus 465 Bahnhöfen der New Yorker U-Bahn. Um die Genexpression in den sechs verschiedenen Lebensstadien der Bettwanzen vergleichen zu können, analysierten die Wissenschaftler zudem die RNA der Insekten in verschiedenem Alter und jeweils vor und nach einer Blutmahlzeit. Joshua Benoit von der University of Cincinnati und seine Kollegen nutzten für ihre DNA-Analyse einen Stamm von Bettwanzen, der seit 1973 im Labor gehalten wird. Er ist daher in den letzten fast 40 Jahren nicht mit Insektiziden in Kontakt gekommen und dient so als pestizid-sensible Referenz.
Die DNA-Analysen erbrachten gleich mehrere Überraschungen. So ist das Erbgut der Bettwanzen mit knapp 700 Millionen Basenpaaren und rund 37.000 proteinkodierenden Genen sogar etwas kleiner als zuvor erwartet, wie die Forscher berichten. Dafür aber stammen 1500 dieser Gene gar nicht von den Bettwanzen selbst, sondern wurden im Laufe der Evolution von Bakterien übernommen. “Normalerweise werden Gene, die von andern Organismen transferiert wurden, gar nicht erst funktionstüchtig oder schaden dem Wirtsorganismus sogar”, erklärt Jack Werren von der Rochester University. Doch bei den Bettwanzen scheint dies nicht der Fall zu sein, stattdessen nutzen sie diese zu ihrem eigenen Vorteil. Denn einige der Fremdgene bei der Bettwanze stammen von der Bakteriengattung Wolbachia, einer symbiontischen Mikrobe, die dem blutsaugenden Insekt bei der Verdauung des menschlichen Bluts hilft. “Weil diese eingefügten Gene den Bettwanzen ein einzigartiges genetisches Profil verleihen, könnten sie sich als Ansatzpunkte für eine künftige Bekämpfung eignen”, sagt Werren.
Aufrüstung nach der ersten Blutmahlzeit
Wie sehr die Bettwanzen auf unser Blut als Nahrungsmittel ausgerichtet sind, enthüllten weitere Analyseergebnisse. So löst erst die erste Blutmahlzeit bei der Wanze wesentliche Veränderungen der Genexpression aus, wie Rosenfeld und seine Kollegen herausfanden. Erst nach diesem Mahl werden bei der Bettwanze Gene aktiv, die ihr einen dickeren Chitinpanzer verleihen, sie unempfindlicher gegenüber Giftstoffen machen und ihr dabei helfen, Gifte schneller wieder abzubauen. Nach Ansicht der Forscher könnte dies bedeuten, dass die Blutsauger im ersten Nymphenstadium noch am anfälligsten gegenüber Insektiziden sind – auch hier könnte sich daher ein Ansatzpunkt für neue Bekämpfungsstrategien ergeben. Die DNA-Untersuchung bestätigte aber auch, wie vielseitig die Abwehrmethoden der Wanzen gegen Insektizide und andere Giftstoffe sind: Neben ihrem dicken Panzer nutzen sie gleich mehrere giftabbauende Enzyme und speziell angepasste Natriumkanäle in den Zellen, um Gifte schnell wieder zu neutralisieren.
