The Rpfor gene modulates the locomotory activity and host-seeking behaviour of Rhodnius prolixus.

ABSTRACT

The molecular bases of animal behaviour are intricate due to the pleiotropic nature of behaviour-modulating genes, which are often expressed across multiple tissues. The foraging gene (for) encodes a cGMP-dependent protein kinase (PKG), pivotal in regulating downstream target proteins through phosphorylation. In insects, for has been implicated in various behavioural contexts and physiological processes regarding searching for food. Rhodnius prolixus, a hematophagous bug that transmits Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chagas disease, exhibits specific activity patterns associated with its hematophagous behaviour. Our previous work demonstrated a correlation between locomotor activity profiles and the expression of Rpfor, suggesting its involvement in modulating triatomine locomotion. In this study, we investigated the impact of Rpfor knockdown on locomotory activity, host-seeking behaviour, feeding performance and lipid metabolism in R. prolixus nymphs. Using RNA interference, we achieved a significant reduction of Rpfor expression in both the brain and fat body of R. prolixus nymphs. Knocked-down nymphs exhibited diminished non-oriented locomotory activity compared with controls, without altering the characteristic bimodal pattern of activity. Additionally, they displayed an increased tendency to approach a host, suggesting a role for Rpfor in modulating host-seeking behaviour. Feeding performance and lipid metabolism remained unaffected by Rpfor knockdown. Our findings underscore the multifaceted role of Rpfor in modulating locomotor activity and host-seeking behaviour in R. prolixus nymphs, shedding light on the molecular mechanisms underlying their hematophagous behaviour and potential implications for disease transmission. Further research is necessary to elucidate the intricate interplay between Rpfor expression, behaviour and physiological processes in triatomine bugs.

RESUMO

As bases moleculares do comportamento animal são complexas devido à natureza pleiotrópica dos genes envolvidos na sua modulação, normalmente expressos em múltiplos tecidos. O gene foraging (for) codifica para uma proteína quinase dependente de cGMP, fundamental para a regulação de proteínas alvo via fosforilação. Em insetos, o gene for tem sido associado a vários contextos comportamentais e processos fisiológicos relacionados com forrageamento. Rhodnius prolixus, um inseto hematófago que transmite Trypanosoma cruzi, o agente causativo da doença de Chagas, exibe padrões de atividade específicos associados com o seu comportamento hematófago. Em um estudo anterior, demonstramos uma correlação entre os perfis de atividade locomotora e a expressão de Rpfor, sugerindo o seu envolvimento na modulação da locomoção de triatomíneos. No presente estudo, investigamos o impacto do silenciamento de Rpfor na atividade locomotora, no comportamento de busca por hospedeiro, na performance alimentar, e no metabolismo de lipídeos em ninfas de R. prolixus. Através da técnica de RNA de interferência, obtivemos uma redução significativa da expressão do gene Rpfor no cérebro e no corpo gorduroso de R. prolixus. Insetos silenciados exibiram uma redução da atividade locomotora não orientada em comparação com controles, sem alterações no padrão bimodal da atividade. Adicionalmente, os insetos apresentaram um aumento no comportamento de busca por hospedeiro, sugerindo um papel para o Rpfor na sua modulação. A performance alimentar e o metabolismo de lipídeos não foram alterados pelo silenciamento do gene. Nossas descobertas ressaltam o papel multifuncional do gene Rpfor na modulação da atividade locomotora e no comportamento de busca por hospedeiro em R. prolixus, ampliando o conhecimento sobre os mecanismos moleculares relacionados ao seu comportamento hematófago e potenciais implicações para a transmissão de doenças. Estudos adicionais são necessários para elucidar a intrincada interação entre expressão, comportamento e processos fisiológicos de Rpfor em insetos triatomíneos.