Как бактерии захватывают сперму насекомых?

Бактерии приводят к бесплодию самцов насекомых, если самка не является носителем тех же бактерий. Ученые хотят использовать это для борьбы с вирусными заболеваниями, такими как денге и Зика.

Малярия, желтая лихорадка, денге, Зика и чикунгунья являются Болезни, передающиеся комарами Что является причиной смерти около двух миллионов человек каждый год. Неудивительно, что исследователи лихорадочно ищут способы устранить патогены из мира. Это можно сделать с помощью бактерий. Вольбахия бипинтис Их вирусные гены делают самцов насекомых стерильными при определенных условиях. Ученые из Университета штата Пенсильвания обнаружили и опубликовали некоторые дополнительные подробности об гениальном механизме, лежащем в основе этого явления. Науки.

Читайте также:

Странные эффекты

Сначала немного предыстории. Вольбахия бипинтис Эта бактерия встречается почти у половины всех видов насекомых. Он обитает в репродуктивных органах женщин и мужчин и вызывает там странные проблемы. Например, есть осы, которые производят потомство женского пола только после заражения бактериями.

У самцов плодовых мух и комаров бактерии способны манипулировать спермой. Делает это он с помощью двух вирусных генов, Cif A и Cif B, которые он когда-то получил при заражении вирусным профагом WO.

Яйца, которые не вылупляются

Как человек с Вольбахия Он спаривается своей спермой с самкой, у которой также есть бактерии, что приводит к успешному размножению. Следовательно, все потомство являются носителями микроба. Но ситуация становится еще хуже, когда тот же самец проделывает то же самое с самкой, которая этого не делает. Вольбахия в ее репродуктивных органах.

Сперматозоидам сложнее оплодотворить яйцеклетки, а развивающиеся оплодотворенные яйцеклетки приводят к: Яйца, которые не вылупляются. Другими словами: бактерии делают самцов комаров стерильными, но только самок, а не микроба. Таким образом, вы можете Фолькачча Ускорение его распространения среди комаров.

Выпуск комаров

Это еще не все. Потому что еще одна суперсила Вольбахия Дело в том, что он распространяет вызывающую его болезнь. РНК-вирусыТакие как Зика и лихорадка денге. Комары-переносчики бактерий не передают вирусы людям, которых они кусают. Как это возможно, пока неизвестно.

Обе выдающиеся особенности Вольбахия – Контролируемая стерильность и блокада распространения вируса – нас, конечно, устраивает. Сейчас по всему миру реализуется множество проектов (в рамках… Глобальная программа по борьбе с комарами), где высвобождаются стаи комаров, переносящих бактерии. Есть надежда, что таким образом вирусные заболевания будут снижены.

Трансформация спермы

Вот вам и предыстория. Нынешние исследователи во главе с Рупиндером Кауром и Сетом Борденштейном хотели знать, как это сделать. Вольбахия Управляет спермой плодовых мух. Они сосредоточились на решающем этапе производства спермы в яичках. На этом этапе ДНК упаковывается в сперматозоид и меняет форму; От формы каноэ до всем известного «головастика».

Гены вируса Cif A и Cif B Вольбахия Производство белков, которые влияют на эту трансформацию сперматозоидов. Используя микроскоп и флуоресцентные метки на белках, исследователи обнаружили, что сперма, содержащая бактерии (или только белки Cif), в этот момент подверглась гораздо большему повреждению ДНК.

Сохранить друзей

Но как это делают белки CIF? Каур, Борденштейн и коллеги обнаружили, что они разрезают длинные молекулы РНК, как ножницы. Эта специфическая РНК включает другие гены, необходимые для восстановления ДНК. Таким образом, бактерии мешают размножению самцов насекомых, парализуя гены, важные для образования спермы.

Это объясняет бесплодие у этих мужчин. Но не поэтому все это работает и для женщин, которые так делают. Вольбахия иметь. Похоже, бактерии в яйцеклетках нашли способ «спасти» сперматозоиды, несущие своих «друзей», чтобы обеспечить их распространение.

Дополнительные примечания

«Это исследование прекрасно показывает, как два вирусных гена в бактерии, живущей в насекомом, могут влиять на размножение насекомого», — говорит эксперт по насекомым Марсель Дике из Университета Вагенингена и исследований. «Похоже на один Матрешкавнутри куклы, которую вы открываете, всегда находится кукла меньшего размера.

Исследователи ожидают, что их результаты могут быть использованы для определения Вольбахия Его лучше всего использовать для борьбы с насекомыми-вредителями, такими как Зика и комары, переносящие лихорадку денге. «Это интересная идея, но я должен сделать важный комментарий», — говорит Дикки. «Хотя это связано с теми же видами бактерий, которые встречаются у многих различных видов насекомых, эффекты… Вольбахия бипинтис Это может быть очень по-разному. Например, потому что в игре есть разные племена.

Он продолжает: «Более того, неизвестно, оказывают ли виды насекомых влияние на жизнь бактерий и активность заложенных в них вирусных генов». «Подводя итог, необходимо провести еще много исследований для изучения механизмов действия вирусных генов в бактериях, обнаруженных у комаров. Прежде чем их можно будет применять, сначала необходимо изучить воздействие на окружающую среду.

источники: Науки, Пенсильвания через EurekAlert!