Наездники подавляют иммунную защиту своих жертв при помощи прирученных вирусов
Почти все наездники вводят в тела собственных жертв вирусоподобные частицы, тот или другой подсобляют личинкам паразита подавить иммунную охрану владельца. Как выяснилось, гены, правящие формированием этих элементов, водились заслужены паразитарными насекомыми от реального вируса, тот или другой сто млн годов назад встроился в геном их предка.
Паразитоидные наездники одна из самых разнородных групп насекомых, включающая 10-ки тыщ обликов.
Почти все наездники вводят в тела собственных жертв вирусоподобные частицы, тот или иной подсобляют личинкам паразита подавить иммунную охрану владельца. Как выяснилось, гены, правящие формированием этих частей, водились заслужены паразитарными насекомыми от реального вируса, тот или иной сто млн годов назад встроился в геном их предка.
Паразитоидные наездники одна из самых разнородных групп насекомых, включающая 10-ки тыщ внешностей. Они играют громадную роль в естественных экосистемах, а также в сельском хозяйстве, контролируя численность растительноядных насекомых, в том числе почти всех вредителей сельскохозяйственных культур. Личинки наездников развиваются в теле жертвы, пожирая ее заживо. В свойское пора эта диковинная жестокость природы, по возможности, повлияла на мировоззрение Чарльза Дарвина, тот или иной увидел в один-одинехонек из писем, что не может для себя представить, как мог благой и милосердый Создатель этакое сотворить (при этом не единожды, а в 10-ках тыщ вариантов, как мы могли бы на данный момент добавить).
Почти все наездники впрыскивают в жертву, не считая собственных яиц, также и предназначенные вирусоподобные частички. Их давать имя поли-ДНК-вирусами (Polydnavirus, PDV). Оболочка PDV чрезвычайно схожа на оболочку иных вирусов насекомых (необыкновенно бакуловирусов), все-таки генетическая начинка у их совершенно иная. Каждый PDV держит немножко малюсеньких кольцевых молекул ДНК с генами белков, подавляющих защитную реакцию организма владельца (к примеру, гусеницы). Это дозволяет личинкам наездника свободно развиваться в теле жертвы.
При всем этом, в отличие от целых обычных вирусов, PDV не хранят специфичных вирусных генов, нужных для размножения. Оттого PDV не могут плодиться в организме гусеницы. Не плодятся они и в организме наездника. На самом деле задевала, они вообщем не плодятся. Новейшие PDV образуются лишь в яичниках самки наездника. Яичники синтезируют PDV верно так же, как всякий орган многоклеточного животного синтезирует разнообразные вещества и молекулярные комплексы для внутреннего применения либо выведения наружу.
При всем этом, в отличие от целых обычных вирусов, PDV не хранят специфичных вирусных генов, нужных для размножения. Оттого PDV не могут плодиться в организме гусеницы. Не плодятся они и в организме наездника. На самом деле задевала, они вообщем не плодятся. Новейшие PDV образуются лишь в яичниках самки наездника. Яичники синтезируют PDV верно так же, как всякий орган многоклеточного животного синтезирует разнообразные вещества и молекулярные комплексы для внутреннего применения либо выведения наружу.
Эти изумительные индивидуальности поли-ДНК-вирусов принуждали неких профессионалов колебаться в их вирусной природе. Быть может, PDV в реальности прибывают не вирусами, а специфичными молекулярными комплексами, появившимися в ходе эволюции наездников как одна из адаптаций к паразитизму? Быть может, их наружнее сходство с вирусами нечаянно?
Генетики из Франции и Швейцарии сказали в бранном номере журнальчика Science, что им удалось разгадать загадку поли-ДНК-вирусов и доказать их происхождение от реального вируса, тот или иной некогда встроился в геном наездника и подвергся одомашниванию.
Живет две группы PDV, приуроченные к двум семействам наездников: браконидам (браковирусы) и ихневмонидам (ихновирусы). Основным объектом исследования стал PDV из основной группы, синтезируемый наездником Cotesia congregata (Cotesia congregata bracovirus, CcBV), а также два иных облика наездников, производящих PDV.
Геном CcBV, другими словами тот генетический вещество, тот или иной находится в вирусоподобной элементу, состоит из 30 кольцевых двухцепочечных ДНК корпоративной длиной 560 000 пар нуклеотидов (что сопоставимо с самыми махонькими бактериальными геномами). Эти молекулы ДНК кодируют белки-иммуносупрессоры, абсолютно не схожие на белки знакомых вирусов. Кольцевые хромосомы CcBV делаются из копий фрагментов геномной ДНК наездника.
Гены, нужные для образования CcBV, в том числе гены белков оболочки этого псевдовируса, отсутствуют в его геноме. Это, все-таки, еще не обосновывает, что CcBV и вторые поли-ДНК-вирусы не прибывают отпрысками реальных вирусов. Чтоб узнать происхождение PDV, необходимо имелось разыскать гены, правящие творением вирусных частей. Светло, что эти гены соответственны находиться в геноме наездника. Ежели окажется, что эти гены идентичны с генами реальных вирусов, это будет значить, что иногда-то в геном наездника встроился вирус, тот или иной потом подвергся одомашниванию. Вирусные гены потом не стали подсоединяться в состав вирусной частички, но по-минувшему правят ее формированием.
Оттого 1-ая задачка, тот или иной поставили впереди себя исследователи, состояла в том, чтоб узнать, грызть ли в геноме наездника гены вирусного происхождения, тот или иной могут обеспечить творенье вирусных частей. При этом эти гены соответственны действовать (экспрессироваться) необыкновенно в яичниках, так как знаменито, что ни в каких иных органах наездника PDV не образуются.
Чтоб осознать, какие гены действуют в том либо ином органе, из него выделяют матричные РНК (мРНК) первичный продукт активности генов. Анализ мРНК, выделенных из яичников наездников-браконид, дозволил выявить 22 функциональных гена вирусного происхождения, чрезвычайно схожих на гены нудивирусов сравнимо малоизученной группы вирусов насекомых.
Но быть может, исследованные наездники легко водились заражены каким-то нудивирусом, и это его мРНК обнаружились в яичниках? Чтоб исключить эту вероятность, исследователям довелось отсеквенировать немножко великих фрагментов геномной ДНК наездника. В этих фрагментах обнаружилось 10 интегрированных нудивирусных генов, при этом 5 из их образуют единичный кластер (склонны вплотную приятель к приятелю), а другие разбросаны по геному.
Последующие исследования представили, что экспрессия нудивирусных генов, интегрированных в геном наездника, активируется у самок на стадии куколки, другими словами как разов тогда, иногда происходит формирование вирусных частей PDV. Гены действуют не во всем яичнике, а лишь в стенах фолликулов конкретно там, где формируются PDV.
Чтоб исключить заключительные сомнения, творцы изучили конкретно сами белки, входящие в состав оболочек PDV (это технически намного труднее, чем определять последовательность нуклеотидов в ДНК и РНК). Оказалось, что как минимум 6 из этих белков прибывают продуктами нудивирусных генов, интегрированных в геном наездников-браконид.
Приобретенные результаты внушительно представили, что поли-ДНК-вирусы браконид прибывают отпрысками реальных вирусов из группы нудивирусов, тот или иной иногда-то встроились в геном этих наездников. Вирусы подверглись одомашниванию, их гены рассеялись по геному наездников и не стали подсоединяться в вирусные частички, но по-минувшему продолжают действовать, обеспечивая сборку этих частей, тот или иной наполняются сейчас совершенно иной генетической начинкой.
Чтоб наиболее детально воссоздать историю этого необычного симбиоза насекомых и вирусов, творцы предприняли целенаправленный поиск 2-ух более консервативных (не достаточно меняющихся в ходе эволюции) нудивирусных генов в геномах почти всех различных наездников-браконид, располагающих PDV. Эти наездники образуют монофилетическую (происходящую от один-одинешенек предка) группу (ее давать имя микрогастроидным комплексом) в рубежах семейства браконид. К микрогастроидному комплексу иметь отношение выше 17 000 внешностей наездников. Разыскиваемые гены обнаружились у целых исследованных представителей микрогастроидного комплекса.
Творцы пришли к решению, что около сто млн годов назад (в половине мелового периода, иногда происходила прыткая сопряженная диверсификация цветковых растений и насекомых) в геном наездника предка микрогастроидного комплекса встроился нудивирус, тот или иной скоро был одомашнен и стал подсоблять наездникам управляться с иммунной налаженностью гусениц. Симбиоз с вирусом оказался так выгодным, что отпрыски этого наездника диковинно размножились и пустили начало 17 тыщам идущих в ногу со временем внешностей.
Теснее на самых ранешних шагах эволюции симбиотического комплекса начинка вирусных частей водилась заменена: сейчас заместо вирусных генов в их замерзли упаковываться гены наездника. Интересно, что в ходе предстоящей эволюции микрогастроидного комплекса гены начинки, отвечающие за обезвреживание защитных налаженности гусеницы, изменялись еще стремительнее, чем одомашненные нудивирусные гены, отвечающие за сборку вирусной частички.
Что все-таки дотрагивается ихневмонид иной группы наездников, использующих PDV для борьбы с иммунной налаженностью собственных жертв, то в их геноме нудивирусных генов найти не удалось. Творцы подразумевают, что ихневмониды вступили в симбиоз с каким-то остальным вирусом, иметь отношение к еще пока не раскрытой группе вирусов. Все есть основания считать, что науке пока ведома едва незначительная количество настоящего контраста вирусов насекомых.
Исследование снова представило, что симбиоз в том числе симбиоз животных с вирусами приходит один-одинехонек из важных путей формирования эволюционных новшеств. Область приложимости теории симбиогенеза продолжает расширяться.
Источник : Annie Bezier et al. Polydnaviruses of Braconid Wasps Derive from an Ancestral Nudivirus // Science. 2009. V. 323. P. 926930.
(Александр Марков )
Posted in ЭкоМедицина by admin with comments disabled.