Research Article

Molecular cloning and characterization of a glycine-like receptor gene from the cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Acari: Ixodidae)

Clonage et caractérisation d’un gène homologue au récepteur à la glycine chez la tique des bovins Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Acari : Ixodidae)

¹ Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, AC, Av. Normalistas 800, Col. Colinas de la Normal, 44270 Guadalajara, Jalisco, México
² Centro Nacional de Investigaciones en Parasitología Veterinaria-INIFAP, Carretera Federal Cuernavaca Cuautla No. 8534, Colonia Progreso, 62550 Jiutepec, Morelos, México

^* Corresponding author: moisesmartinezv@yahoo.com.mx

Received: 15 May 2014
Accepted: 15 August 2014

Abstract

The cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus is the most economically important ectoparasite affecting the cattle industry in tropical and subtropical areas around the world. The principal method of tick control has relied mainly on the use of chemical acaricides, including ivermectin; however, cattle tick populations resistant to ivermectin have recently been reported in Brazil, Mexico, and Uruguay. Currently, the molecular basis for ivermectin susceptibility and resistance are not well understood in R. microplus. This prompted us to search for potential molecular targets for ivermectin. Here, we report the cloning and molecular characterization of a R. microplus glycine-like receptor (RmGlyR) gene. The characterized mRNA encodes for a 464-amino acid polypeptide, which contains features common to ligand-gated ion channels, such as a large N-terminal extracellular domain, four transmembrane domains, a large intracellular loop and a short C-terminal extracellular domain. The deduced amino acid sequence showed around 30% identity to GlyRs from some invertebrate and vertebrate organisms. The polypeptide also contains the PAR motif, which is important for forming anion channels, and a conserved glycine residue at the third transmembrane domain, which is essential for high ivermectin sensitivity. PCR analyses showed that RmGlyR is expressed at egg, larval and adult developmental stages. Our findings suggest that the deduced receptor is an additional molecular target to ivermectin and it might be involved in ivermectin resistance in R. microplus.

Résumé

La tique des bovins Rhipicephalus (Boophilus) microplus est l’ectoparasite affectant l’industrie du bétail le plus important économiquement dans les zones tropicales et subtropicales du monde. La principale méthode de lutte contre les tiques s’est appuyée principalement sur l’utilisation d’acaricides chimiques, en particulier l’ivermectine ; toutefois, des populations de tiques des bovins résistantes à l’ivermectine ont été signalées récemment au Brésil, au Mexique et en Uruguay. Actuellement, la base moléculaire de la sensibilité et de la résistance à l’ivermectine n’est pas bien comprise chez R. microplus. Cela nous a incités à rechercher des cibles moléculaires potentielles de l’ivermectine. Dans ce travail, le clonage et la caractérisation moléculaire d’un gène homologue au récepteur à la glycine (RmGlyR) de R. microplus sont rapportés. L’ARNm caractérisé code pour un polypeptide de 464 acides aminés, qui contient des caractéristiques communes aux canaux ioniques ligand-dépendants, comme un grand domaine extracellulaire N-terminal, quatre domaines transmembranaires, une grande boucle intracellulaire et un court domaine C-terminal extracellulaire. La séquence d’acides aminés déduite a montré environ 30 % d’homologie avec des GlyRs de certains organismes invertébrés et vertébrés. Le polypeptide contient également le motif PAR, qui est important pour la formation de canaux d’anions, et un résidu glycine conservé dans le troisième domaine transmembranaire, qui est essentiel pour une sensibilité élevée à l’ivermectine. Des analyses PCR ont montré que RmGlyR est exprimé dans l’œuf, les larves et les stades de développement des adultes. Les résultats obtenus suggèrent que le récepteur décrit est une cible moléculaire supplémentaire de l’ivermectine et qu’il pourrait être impliqué dans la résistance à l’ivermectine chez R. microplus.