Прорыв в исследовании борьбы с хитридиомикозом у лягушек
Гены, отвечающие за защиту лягушек от смертельного хитридиомикоза — основной причины гибели амфибий во всем мире — могут фактически приводить к их гибели. К такому неожиданному выводу пришли исследователи из Университета Центральной Флориды и Смитсоновского института биологии охраны природы (SCBI) в исследовании, опубликованном в журнале Molecular Ecology.
Изучалась низинная леопардовая лягушка (Rana yavapaiensis), обитающая в Аризоне. В пределах одной популяции этого вида некоторые особи выживают после заражения грибком Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), вызывающим болезнь, а другие — нет.
Ключевое открытие: у лягушек, погибших от хитридиомикоза, была более высокая экспрессия генов главного комплекса гистосовместимости (MHC) и других иммунных генов, чем у выживших. Эти гены обычно помогают организму бороться с инфекциями.
«Этот результат был совершенно неинтуитивным и противоположным той закономерности, которую мы ожидали обнаружить», — говорит ведущий автор Анна Сэвидж, доцент кафедры биологии UCF.
Изначальная гипотеза о том, что более сильный иммунный ответ убивает грибок, не подтвердилась. Вместо этого сильные реакции были связаны с восприимчивостью, а гены, ассоциированные с выживанием, — со сниженной иммунной функцией.
Объяснение механизма:
- Приобретённые иммунные реакции требуют много энергии и могут производить токсичные побочные продукты.
- Грибок Bd подавляет иммунную систему хозяина, уничтожая B- и T-лимфоциты.
- Активная выработка этих клеток в ответ на инфекцию может быть бесполезной тратой энергии, так как грибок их легко разрушает.
Контекст проблемы:
- Популяции амфибий сокращаются по всему миру. Под угрозой находятся две трети из 8000 видов.
- В США численность амфибий сокращается почти на 4% в год.
Значение исследования:
- Низинная леопардовая лягушка была выбрана из-за разной индивидуальной восприимчивости внутри вида, что позволило исключить межвидовые различия и выявить конкретные гены.
- Полученные данные могут быть полезны для изучения болезни у других видов лягушек из-за генетического сходства.
- Результаты показывают, что приобретённые иммунные реакции (например, вызываемые вакцинацией) могут быть не всегда эффективны против инвазивных заболеваний в природоохранном контексте.
«Если мы сможем решить эту загадку... наша надежда и план — использовать эту информацию для разработки стратегий смягчения болезни у более восприимчивых видов», — заявил соавтор Роберт Флейшер, старший научный сотрудник SCBI.
Методология: Лягушки были отловлены в Аризоне, эксперименты по заражению проведены в Национальном зоопарке Смитсониана, анализ экспрессии генов — в Центре геномики охраны природы SCBI, статистический анализ — в UCF.