Слишком много хорошего: лишние гены делают бактерии смертоносными
Новое исследование, опубликованное в PLOS Biology, показывает, что одно геномное изменение может превратить полезные бактерии в патогенные, резко увеличивая их плотность внутри организма хозяина.
Исследователи из Instituto Gulbenkian de Ciencia (Португалия) Эва Хростец и Луиш Тейшейра изучили симбиоз плодовой мушки (Drosophila melanogaster) и бактерии Wolbachia, чтобы понять, как безвредные бактерии становятся патогенными. Wolbachia присутствует у большинства видов насекомых и защищает некоторых из них от вирусов, включая вирус лихорадки денге.
Ключевой фактор — плотность бактерий: Предыдущие работы показали, что количество Wolbachia внутри мушки определяет её эффект. Бактерии, достигающие очень высокого уровня, становятся вредными.
Генетическая причина — Octomom: Сравнение патогенных и непатогенных вариантов Wolbachia показало, что разницу в вирулентности вызывает количество повторов специфического участка генома, названного Octomom.
Копии = скорость роста: Количество копий Octomom варьировалось между отдельными мушками. Бактерии с большим числом копий росли быстрее и достигали более высокой плотности.
Последствия:
- Вред: Чем больше копий Octomom, тем раньше умирают мушки.
- Польза: Больше копий Octomom и выше уровень Wolbachia обеспечивают более сильную противовирусную защиту.
"Мы показываем, что число копий Octomom может меняться очень быстро, что приводит к разным исходам инфекции для мушки. Эти бактерии могут эволюционировать действительно быстро и легко выходить из-под контроля хозяина", — говорит Эва Хростец.
"Мы обнаружили область генома Wolbachia, ответственную за регуляцию её плотности в мушках. Это первое исследование, связывающее гены и их функции у этой бактерии", — поясняет Луиш Тейшейра.
Практическая значимость: Понимание механизмов эволюции Wolbachia и контроля её плотности крайне важно, поскольку в рамках стратегии борьбы с лихорадкой денге в природу выпускают комаров (Aedes aegypti), заражённых этой бактерией.