학술논문
Polyphenol-Rich Diets Exacerbate AMPK-Mediated Autophagy, Decreasing Proliferation of Mosquito Midgut Microbiota, and Extending Vector Lifespan.
Document Type
Academic Journal
Author
Nunes RD; Laboratório de Sinalização Celular, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Ventura-Martins G; Laboratório de Sinalização Celular, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Moretti DM; Laboratório de Sinalização Celular, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Medeiros-Castro P; Laboratório de Sinalização Celular, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Rocha-Santos C; Laboratório de Sinalização Celular, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Daumas-Filho CR; Laboratório de Sinalização Celular, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Bittencourt-Cunha PR; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Laboratório de Bioquímica de Lipídios e Lipoproteínas, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Martins-Cardoso K; Laboratório de Sinalização Celular, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Cudischevitch CO; Laboratório de Sinalização Celular, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Menna-Barreto RF; Laboratório de Biologia Celular, Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Oliveira JH; Laboratório de Bioquímica de Artrópodes Hematófagos, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Gusmão DS; Laboratório de Biologia, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.; Alves Lemos FJ; Laboratório de Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brazil.; Alviano DS; Instituto de Microbiologia Prof. Paulo de Góes, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Prédio do CCS, Bloco I, Rio de JaneiroRio de Janeiro, Brazil.; Oliveira PL; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Laboratório de Bioquímica de Artrópodes Hematófagos, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Lowenberger C; Department of Biological Sciences, Simon Fraser University, Burnaby, British Columbia, Canada.; Majerowicz D; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Departamento de Biotecnologia Farmacêutica, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Oliveira RM; Laboratório de Sinalização Celular, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Mesquita RD; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Laboratório de Bioinformática, Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Atella GC; Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular, Rio de Janeiro, Brazil.; Laboratório de Bioquímica de Lipídios e Lipoproteínas, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Silva-Neto MA; Laboratório de Sinalização Celular, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.; Laboratório de Bioquímica de Lipídios e Lipoproteínas, Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia, Instituto de Bioquímica Médica Leopoldo de Meis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.
Source
Publisher: Public Library of Science Country of Publication: United States NLM ID: 101291488 Publication Model: eCollection Cited Medium: Internet ISSN: 1935-2735 (Electronic) Linking ISSN: 19352727 NLM ISO Abbreviation: PLoS Negl Trop Dis Subsets: MEDLINE
Subject
Language
English
Abstract
Background: Mosquitoes feed on plant-derived fluids such as nectar and sap and are exposed to bioactive molecules found in this dietary source. However, the role of such molecules on mosquito vectorial capacity is unknown. Weather has been recognized as a major determinant of the spread of dengue, and plants under abiotic stress increase their production of polyphenols.
Results: Here, we show that including polyphenols in mosquito meals promoted the activation of AMP-dependent protein kinase (AMPK). AMPK positively regulated midgut autophagy leading to a decrease in bacterial proliferation and an increase in vector lifespan. Suppression of AMPK activity resulted in a 6-fold increase in midgut microbiota. Similarly, inhibition of polyphenol-induced autophagy induced an 8-fold increase in bacterial proliferation. Mosquitoes maintained on the polyphenol diet were readily infected by dengue virus.
Conclusion: The present findings uncover a new direct route by which exacerbation of autophagy through activation of the AMPK pathway leads to a more efficient control of mosquito midgut microbiota and increases the average mosquito lifespan. Our results suggest for the first time that the polyphenol content and availability of the surrounding vegetation may increase the population of mosquitoes prone to infection with arboviruses.
Competing Interests: The authors have declared that no competing interests exist.
Results: Here, we show that including polyphenols in mosquito meals promoted the activation of AMP-dependent protein kinase (AMPK). AMPK positively regulated midgut autophagy leading to a decrease in bacterial proliferation and an increase in vector lifespan. Suppression of AMPK activity resulted in a 6-fold increase in midgut microbiota. Similarly, inhibition of polyphenol-induced autophagy induced an 8-fold increase in bacterial proliferation. Mosquitoes maintained on the polyphenol diet were readily infected by dengue virus.
Conclusion: The present findings uncover a new direct route by which exacerbation of autophagy through activation of the AMPK pathway leads to a more efficient control of mosquito midgut microbiota and increases the average mosquito lifespan. Our results suggest for the first time that the polyphenol content and availability of the surrounding vegetation may increase the population of mosquitoes prone to infection with arboviruses.
Competing Interests: The authors have declared that no competing interests exist.