Вируси, поразяващи вътреклетъчната паразитна бактерия волбахия (Wolbachia), съдържат в своя геном сред множеството "откраднати парчета" и генът латротоксин - отровата на черната вдовица.
Откритието направиха учени от университета Вандербилт, които анализираха геномите на тези вируси, съобщи пресрелийз на университета.
Работата е публикувана в списание Nature Communications.
Латротоксинът е характерен само за паяците и неговото откриване при организми от напълно различен клас от членестоногите само по себе си е доста необичайно. А и самите вируси - бактериофаги (атакуващи бактерии), посочени в статията, са необичайни. Те не инфектират свободно живеещи бактерии, а постоянно живеещ в организма на гостоприемника си паразит - волбахията, която заразява широка гама от безгръбначни видове като мухи, скариди, паяци и паразитни червеи.
Волбахията живее само в еукариотни клетки - клетки на по-сложни организми, които имат обособено ядро. Задачата на бактериофага е не само да проникне в клетката на своя гостоприемник, но и да проникне в клетката на гостоприемника на своя гостоприемник - тоест, в клетка на безгръбначното.
Обикновено, фагите - като бактериофага на волбахията, който водещият автор Сара Борденщайн (Sarah Bordenstein) и екипът й проучват, - носи специализирани гени, които пробиват и побеждават отбраната на прокариотните бактериални клетки, към които са насочени, пише Sci-news.
Бактериофагите обикновено много специфична цел - те инфектират само един тип или дори един щам бактерии. Тази селективност е свързана с това, че проникването се осигурява от точното съвпадение между повърхностните протеините на гостоприемника и протеините на израстъка, с който вирусът се прикрепва към бактериите. За бактериофагите на волбахията (WO) механизмите за проникване трябва да са по-сложни от аналогични механизми на други бактериофаги и са много слабо проучени.
Новата работа предполага, че за да проникнат в еукариотните клетки, вирусът използва свои собствени гени. Учените изследват бактериофагите WO, които заразяват на волбахиите в клетките на паразитните оси Nasonia giraulti и брашнения молец Ephestia kuehniella.
Изследователите отглеждат насекомите в подходяща хранителна среда и след това изолират от тялото им вирусни частици (вириони) от бактериофагите. Извлечената от вирусните частици ДНК след това се декодира и сглобява в цялата й последователност.
Модели на ДНК трансфер между еукариотите и фагите: (а) еукариотна клетка може да приюти множество вируси, способни на хоризонтален пренос на гени; на теория генетични трансфери между еукариотите и фагите може да се появят: (b) директно между еукариотните хромозоми и фаговите геноми; (c) косвено между еукариотитв и хромозомите на волбахията; или (d) косвено между еукариотните хромозоми и посреднически структури, като например еукариотни вируси и други вътреклетъчни бактерии. Източник: Sarah Bordenstein / Seth Bordenstein.
Оказало се, че до половината от генома на бактериофага WO съдържа ДНК, взаимствана от еукариотните клетки, тоест от гостоприемника (насекомите) на гостоприемника (бактерията волбахия). За бактериофагите това е уникален, досега неописан случай. Тази "открадната" от ядрените клетки ДНК образува ясно ограничени клъстери, които авторите наричат EAM (eukaryotic association module). Сред гените, намерени в тези клъстери, има голям брой сродни на протеините от отровата на черната вдовица. По-точно, това е протеин с домени, хомоложни на домена на латротоксина - това парче от токсин на паяка присъства в цитоплазмата на негови определени клетки и може да осигури тяхното лизиране при произвеждането на отровата.
Латротоксинът е характерен само за паяците и неговото откриване при животни, които са съвсем различен клас членестоногите, е само по себе си доста необичайно. Филогенетичният анализ позволява да се предположи, че вирусите някога са "откраднали" от паяците гените с домени латротоксин, а след това заедно с волбахията са "преминали" в новите гостоприемници, насекомите. Какво точно правят тези протеини във вирусния геном, все още не е ясно, но по косвени признаци може да се предположи, че те запазват своята активност.
Възможно е, способността на токсините да разрушават клетките да се използва от бактериофагите, за да получат достъп до волбахията. "Има свидетелства, че бактериофагите произвеждат инсектицидни токсини, но не сме сигурни как ги използват и кога" - отбелязват авторите.
Волбахията е ярък пример за такъв паразитизъм, в резултат на който по-рано свободно живеещите бактерии толкова се адаптират към гостоприемника си, че загубват способността да си живеят извън клетките. Този паразитизъм се нарича облигатен. Гостоприемникът, от своя страна, също става зависим от паразита - някои насекоми не могат да се възпроизвеждат или дори да живеят без заразяване а волбахия. Проучванията на паразитите има и практична, медицинска употреба - заразените с волбахия насекоми в някои случаи предотвратява предаването на вируси като Зика и Денга, така че потенциално тези бактерии може да се използват като метод за биологичен контрол за опасни за човека инфекции.
Още по темата
Животът
Паяците могат да ви чуят, въпреки че са без уши (видео)
Животът
Тропически паяци доказаха, че социализмът води до измиране (видео)
Животът
Изборът между мечове и ками при паякообразни може да обясни еволюцията на оръжията в природата
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари