Нематоды используют ядовитые белки для создания «насекомого-милкшейка»
Нематоды — микроскопические черви, которые часто игнорируются в животном мире. Многие из них паразитируют, живя внутри других организмов, но они также помогают контролировать болезни у людей и уничтожать насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур.
Именно эти полезные качества нематод изучает Адлер Диллман, доцент Калифорнийского университета в Риверсайде.
В статье, опубликованной в журнале PLOS Pathogens, Диллман и его коллеги обнаружили, что нематоды выделяют смертельный коктейль белков для уничтожения многих насекомых, повреждающих урожай. Это открытие опровергает давнее убеждение, что насекомых убивают исключительно бактерии, работающие в паре с нематодами.
«Это всё похоже на научную фантастику, — сказал Диллман. — Эти микроскопические нематоды заползают в хозяина, испражняются токсичными бактериями, а затем выплёвывают яд и превращают хозяина в насекомое-милкшейк».
Нематоды адаптировались к жизни почти в любой экосистеме: океанах, озёрах, почвах, полярных и тропических зонах, на всех высотах. Они круглые, но не сегментированные, как дождевые черви. Их длина обычно составляет 0,1–2,5 мм, и считается, что они составляют 80% всех животных на Земле.
Фокус на Steinernema carpocapsae
Исследование было сосредоточено на Steinernema carpocapsae — хорошо изученной нематоде, которая, как известно, убивает более 250 видов насекомых-вредителей, атакующих такие растения, как персики, томаты, кукуруза, батат, апельсины и сосны. S. carpocapsae можно купить в интернет-магазинах для садоводов как органическое средство защиты растений (например, 10 млн особей за $37.98).
Эти нематоды относятся к группе энтомопатогенных нематод. Они отличаются от других паразитов насекомых тем, что убивают своих хозяев быстро (за день-два) и ассоциированы с бактериями, что облегчает их паразитический образ жизни.
Прорыв в методике и ключевые результаты
- Новая модель исследования. В статье описан новый метод работы с нематодами вне организма насекомого-хозяина, что раньше было серьёзной проблемой.
- Сбор ядовитых белков. Исследователи смогли собрать ядовитые белки, выделенные нематодами после контакта с тканями насекомого в лабораторных колбах. Эта белковая смесь оказалась высокотоксичной для нескольких видов насекомых, включая плодовых мушек (Drosophila melanogaster).
- Подтверждение модели. Сравнение экспрессии генов у нематод внутри хозяина и в колбах с помощью RNA sequencing показало сходные профили, подтвердив валидность новой лабораторной модели.
- Идентификация белков. Было идентифицировано 472 белка, предположительно участвующих в паразитизме. Они станут основой для будущих исследований.
Значение для сельского хозяйства и медицины
- Сельское хозяйство: Открытие может привести к созданию новых инсектицидных соединений для борьбы с вредителями по всему миру.
- Медицина: Нематоды недавно показали потенциал в контроле аутоиммунных заболеваний (целиакия, синдром раздражённого кишечника, болезнь Крона). Исследование может привести к новым методам лечения с использованием молекул нематод.
- Борьба с паразитами человека: Результаты особенно актуальны для изучения родственных человеческих паразитов, например, угрицы кишечной (Strongyloides stercoralis), которой заражено около 100 млн человек в мире.
Название статьи: "Activated entomopathogenic nematode infective juveniles release lethal venom proteins".