Relationship between acaricide resistance and acetylcholinesterase gene polymorphisms in the cattle tick Rhipicephalus microplus

Abstract

In this study, we aimed to develop a comprehensive methodology for identifying amino acid polymorphisms in acetylcholinesterase transcript 2 (AChE2) in acaricide-resistant Rhipicephalus microplus ticks. This included assessing AChE2 expression levels through qPCR and conducting 3D modeling to evaluate the interaction between acaricides and AChE2 using docking techniques. The study produced significant results, demonstrating that acaricide-resistant R. microplus ticks exhibit significantly higher levels of AChE expression than susceptible reference ticks. In terms of amino acid sequence, we identified 9 radical amino acid substitutions in AChE2 from acaricide-resistant ticks, when compared to the gene sequence of the susceptible reference strain. To further understand the implications of these substitutions, we utilized 3D acaricide-AChE2 docking modeling to examine the interaction between the acaricide and the AChE2 catalytic site. Our models suggest that these amino acid polymorphisms alter the configuration of the binding pocket, thereby contributing to differences in acaricide interactions and ultimately providing insights into the acaricide-resistance phenomenon in R. microplus.

Alternate abstract:

Notre étude vise à développer une méthodologie complète pour identifier les polymorphismes d’acides aminés dans le transcrit 2 de l’acétylcholinestérase (AChE2) chez les tiques Rhipicephalus microplus résistantes aux acaricides. Cela comprend l’évaluation des niveaux d’expression d’AChE2 via qPCR et la réalisation d’une modélisation 3D pour évaluer l’interaction entre les acaricides et l’AChE2 à l’aide de techniques d’amarrage moléculaire. L’étude a produit des résultats significatifs, démontrant que les tiques R. microplus résistantes aux acaricides présentent des niveaux d’expression d’AChE significativement plus élevés que les tiques sensibles de référence. En termes de séquence d’acides aminés, nous avons identifié 9 substitutions d’acides aminés dans AChE2 provenant de tiques résistantes aux acaricides par rapport à la séquence génétique de la souche sensible de référence. Pour mieux comprendre les implications de ces substitutions, nous avons utilisé la modélisation de l’amarrage acaricide-AChE2 pour examiner l’interaction entre l’acaricide et le site catalytique AChE2. Nos modèles suggèrent que ces polymorphismes d’acides aminés modifient la configuration de la poche de liaison, contribuant ainsi aux différences dans les interactions acaricides et fournissant finalement un aperçu du phénomène de résistance aux acaricides chez R. microplus.