Effects of chitinase on Culex pipiens mosquito larvae

Abstract

The growing public concern about the harmful impact of chemical pesticides on the environment and human health has prompted the search for safer, environmentally-friendly control solutions. Chitin, the most abundant polysaccharide in nature after cellulose, is present in the exoskeletons of insects, fungi, yeasts and algae, as well as in the internal structures of certain vertebrates. Chitinases are enzymes responsible for chitin degradation. These enzymes play a crucial role in the growth and development of insects, nematodes and fungi. The function of chitin and chitin-converting enzymes is increasingly recognized for their biotechnological applications, notably in agriculture, where chitinases are used to control pathogen vectors. In addition, chitinases have applications in mosquito control by influencing morphogenesis, as well as in human health, such as asthma. Their diverse uses include the production of chitooligosaccharides and N-acetyl D-glucosamine, the synthesis of single-cell proteins, the isolation of fungal and yeast protoplasts, and the control of pathogenic fungi. This work is focused on the ability of chitinases to digest chitin in the peritrophic matrix or exoskeleton of the mosquito larva (Culex pipiens), It makes their potential use as a pest control strategy for managing harmful vectors insects, as well as preventing the spread of diseases carried by theses vectors ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- دفع القلق العام المتزايد بشأن التأثير الضار للمبيدات الكيميائية على البيئة وصحة الإنسان إلى البحث عن بدائل آمنة وصديقة للبيئة. يوجد الكيتين وهو أكثر السكريات وفرة في الطبيعة بعد السليلوز في الهياكل الخارجية للحشرات والفطريات والخمائر والطحالب، وكذلك في الهياكل الداخلية لبعض الفقاريات. إنزيمات الكيتيناز هي إنزيمات مسؤولة عن تحلل الكيتين. تلعب هذه الإنزيمات دورًا حاسمًا في نمو وتطور الحشرات والديدان الخيطية والفطريات. يتزايد الاعتراف بوظيفة الكيتين والإنزيمات المحولة للكيتين لتطبيقاتها في مجال التكنولوجيا الحيوية، لا سيما في الزراعة، حيث تُستخدم الكيتينازات لمكافحة ناقلات الأمراض. بالإضافة إلى ذلك، فإن الكيتينازات لها تطبيقات في مكافحة البعوض من خلال التأثير على التشكّل، وكذلك في مجال الصحة البشرية، مثل الربو. تشمل استخداماتها المتنوعة إنتاج سكريات الشيتوليغوساكريدات و N-acetyl D- glucosamine، وتخليق البروتينات أحادية الخلية، وعزل البروتوبلاستيدات الأولية الفطرية والخميرية، ومكافحة الفطريات المسببة للأمراض. يركز هذا العمل على قدرة الكيتينازات الكيتينية على هضم الكيتين في المصفوفة المحيطة باليرقات أو الهيكل الخارجي ليرقات البعوض (Culex pipiens)، ويجعل استخدامها المحتمل كاستراتيجية لمكافحة الآفات الحشرية الناقلة للأمراض، وكذلك منع انتشار الأمراض التي تحملها هذه الحشرات. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ La préoccupation croissante de la société concernant l'impact nocif des pesticides chimiques sur l'environnement et la santé humaine a incité à rechercher des solutions de contrôle plus sûres et respectueuses de l'environnement. La chitine, le polysaccharide le plus abondant dans la nature après la cellulose, est présente dans les exosquelettes des insectes, des champignons, des levures et des algues, ainsi que dans les structures internes de certains vertébrés. Les chitinases sont des enzymes responsables de la dégradation de la chitine. Ces enzymes jouent un rôle crucial dans la croissance et le développement des insectes, des nématodes et des champignons. La fonction de la chitine et des enzymes qui la transforment est de plus en plus reconnue pour ses applications biotechnologiques, notamment en agriculture, où les chitinases sont utilisées pour contrôler les vecteurs de pathogènes. En outre, les chitinases ont des applications dans la lutte contre les moustiques en influençant la morphogenèse, ainsi que dans le domaine de la santé humaine, comme l'asthme. Leurs diverses utilisations comprennent la production de chitooligosaccharides et de N-acétyl D-glucosamine, la synthèse de protéines unicellulaires, l'isolation de protoplastes de champignons et de levures, et la lutte contre les champignons pathogènes. Ce travail se concentre sur la capacité des chitinases à digérer la chitine dans la matrice péritrophique ou l'exosquelette de la larve de moustique (Culex pipiens), ce qui rend leur utilisation potentielle comme stratégie de lutte contre les insectes vecteurs nuisibles, ainsi que pour prévenir la propagation des maladies véhiculées par ces vecteurs.