باحثون يتوصلون إلى أول دليل على أن الطفرات الجينية يمكن أن تسبب مقاومة بق الفراش للمبيدات الحشرية | أخبار جامعة فرجينيا للتكنولوجيا

بعد الحرب العالمية الثانية في خمسينيات القرن العشرين، تم القضاء تقريبًا على تفشي بق الفراش في جميع أنحاء العالم من خلال استخداممبيد حشريثنائي كلورو ثنائي فينيل ثلاثي كلورو الإيثان، المعروف باسم DDT، مادة كيميائية تم حظرها منذ ذلك الحين. ومع ذلك، فقد عادت الآفات الحضرية للظهور في جميع أنحاء العالم، وطورت مقاومة لمجموعة من المبيدات الحشرية المستخدمة لمكافحتها.
تُفصّل دراسة نُشرت في مجلة علم الحشرات الطبية كيف اكتشف فريق بحثي من جامعة فرجينيا للتكنولوجيا، بقيادة عالم الحشرات الحضري وارن بوث، طفرات جينية يمكن أن تؤدي إلى مقاومة المبيدات الحشرية.
كان هذا الاكتشاف نتيجة بحث نظمه بوث للطالبة المتخرجة كاميلا بلوك لتحسين مهاراتها في البحث الجزيئي.
لاحظ بوث، المتخصص في آفات المدن، منذ فترة طويلة طفرة جينية في الخلايا العصبية للصراصير الألمانية والذباب الأبيض، مما جعلها مقاومة للمبيدات الحشرية. اقترح بوث على بلوك أخذ عينة من بق الفراش من كل مجموعة من 134 مجموعة مختلفة من بق الفراش، جمعتها شركات مكافحة الآفات في أمريكا الشمالية بين عامي 2008 و2022، لمعرفة ما إذا كانت جميعها تحمل نفس الطفرة الخلوية. أظهرت النتائج أن اثنين من بق الفراش من مجموعتين مختلفتين يحملان نفس الطفرة الخلوية.
قال بولوك، الذي يدرس علم الحشرات وهو عضو في شراكة الأنواع الغازية: "هذه في الواقع آخر 24 عينة قمت بتحليلها. لم يسبق لي أن أجريت بحثًا جزيئيًا من قبل، لذا كان امتلاك كل هذه المهارات الجزيئية أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة لي".
نظراً لأن الإصابة بقمل الفراش متجانسة وراثياً بسبب التزاوج الداخلي المكثف، فإن عينة واحدة فقط من كل مجموعة تمثل عادةً المجموعة السكانية. لكن بوث أراد التأكد من أن بولوك قد وجد الطفرة بالفعل، لذا قاموا بفحص جميع العينات من المجموعتين السكانيتين المحددتين.
قال بوث: "عندما عدنا وفحصنا بعض الأفراد من كلا المجموعتين، وجدنا أن كل واحد منهم يحمل الطفرة. لذا فإن طفراتهم ثابتة، وهي نفس الطفرات التي وجدناها في الصرصور الألماني."
من خلال دراسة الصراصير الألمانية، تعلم بوث أن مقاومتها للمبيدات الحشرية تعود إلى طفرات جينية في خلايا الجهاز العصبي وأن هذه الآليات محددة بيئياً.
قال بوث، الذي يعمل أيضاً في معهد فرالين لعلوم الحياة: "يوجد جين يُسمى جين Rdl. وقد وُجد هذا الجين في العديد من أنواع الآفات الأخرى، وهو مرتبط بمقاومة مبيد حشري يُسمى الديلدرين. هذه الطفرة موجودة في جميع أنواع الصراصير الألمانية. من المثير للدهشة أننا لم نعثر على أي مجموعة منها خالية من هذه الطفرة."
قال بوث إن مبيدي الحشرات الفيبرونيل والديلدرين، اللذين أثبتا فعاليتهما ضد بق الفراش في المختبر، يعملان بنفس آلية العمل، ولذلك فإن الطفرة جعلت الآفة نظرياً مقاومة لكليهما. وقد تم حظر الديلدرين منذ التسعينيات، أما الفيبرونيل فيُستخدم الآن فقط لمكافحة البراغيث الموضعية على القطط والكلاب، وليس لمكافحة بق الفراش.
يشتبه بوث في أن العديد من مُلّاك الحيوانات الأليفة الذين يستخدمون علاجات الفيبرونيل الموضعية يسمحون لقططهم وكلابهم بالنوم معهم، مما يُعرّض فراشهم لبقايا الفيبرونيل. وإذا ما دخلت حشرات الفراش إلى مثل هذه البيئة، فقد تتعرض للفيبرونيل دون قصد، ومن ثمّ قد تنتشر الطفرة الوراثية في سلالات حشرات الفراش.
قال بوث: "لا نعرف ما إذا كانت هذه الطفرة جديدة، أو ما إذا كانت قد نشأت بعد ذلك، أو ما إذا كانت قد نشأت خلال هذه الفترة الزمنية، أو ما إذا كانت موجودة بالفعل في السكان منذ 100 عام".
ستكون الخطوة التالية هي توسيع نطاق البحث والبحث عن هذه الطفرات في أجزاء مختلفة من العالم، وخاصة في أوروبا، وفي أوقات مختلفة بين عينات المتاحف، حيث أن بق الفراش موجود منذ أكثر من مليون عام.
في نوفمبر 2024، نجح مختبر بوث في تحديد التسلسل الجيني الكامل لبق الفراش الشائع لأول مرة.
وأشار بوث إلى أن مشكلة الحمض النووي الموجود في المتاحف تكمن في أنه يتحلل إلى أجزاء صغيرة بسرعة كبيرة، ولكن الآن بعد أن أصبح لدى الباحثين قوالب على مستوى الكروموسوم، يمكنهم أخذ تلك الأجزاء وإعادة ترتيبها في كروموسومات، وإعادة بناء الجينات والجينوم.
وأشار بوث إلى أن مختبره يتعاون مع شركات مكافحة الآفات، لذا فإن عملهم في مجال التسلسل الجيني يمكن أن يساعدهم على فهم أفضل لأماكن وجود بق الفراش حول العالم وكيفية التخلص منه.
والآن بعد أن صقلت بولوك مهاراتها الجزيئية، فإنها تتطلع إلى مواصلة أبحاثها في مجال التطور الحضري.
قال بلوك: "أنا أحب التطور. أعتقد أنه أمر مثير للاهتمام حقًا. الناس يطورون علاقة أعمق مع هذه الأنواع الحضرية، وأعتقد أنه من الأسهل جعل الناس مهتمين ببق الفراش لأنهم يستطيعون فهم الأمر بشكل مباشر."