Медоносные пчелы используют несколько генетических путей для борьбы с инфекциями

Исследователи из Университета штата Пенсильвания и Технологического института Джорджии выяснили, что медоносные пчелы используют разные наборы генов, регулируемые двумя различными механизмами, для борьбы с вирусами, бактериями и кишечными паразитами.

Эти результаты могут помочь ученым разработать методы лечения пчел, адаптированные для конкретных типов инфекций. По словам Дэвида Галбрейта, аспиранта кафедры энтомологии, результаты показывают, что для иммунного ответа на вирусы и на другие патогены используются разные наборы генов, причем противовирусные гены регулируются двумя очень разными процессами — экспрессией и метилированием ДНК. Результаты опубликованы 26 марта в журнале PLOS Pathogens.

По словам Кристины Грозингер, директора Центра исследований опылителей, пчеловоды ежегодно теряют в среднем 30% своих колоний зимой и 25% летом. У медоносных пчел обнаружено более 20 типов вирусов, и несколько из них связывают с гибелью пчелиных семей. При этом у пчеловодов в настоящее время нет коммерчески доступных методов для снижения вирусных инфекций.

Чтобы выяснить, какие гены увеличивают или уменьшают свою активность в ответ на присутствие вирусов, исследователи измерили уровни экспрессии всех генов в геноме медоносной пчелы у зараженных и незараженных особей. Они обнаружили повышенную активность пути РНК-интерференции (RNAi), что указывает на его важную роль в противовирусном иммунном ответе у пчел. Этот путь помогает разрезать и уничтожать вирусную РНК, делая ее неинфекционной.

Кроме того, исследователи проанализировали ДНК пчел на предмет дополнительных метильных меток, которые могли быть добавлены или удалены с генов у зараженных вирусом особей. Команда обнаружила, что вирусные инфекции действительно меняют паттерн метилирования ДНК у медоносных пчел, причем в совершенно другом наборе генов, нежели гены пути RNAi. Многие из этих дифференциально метилированных генов также участвуют в противовирусных ответах у млекопитающих, но ранее не были связаны с такими ответами у насекомых.

Было обнаружено очень мало совпадений между дифференциально экспрессируемыми и дифференциально метилированными генами, что указывает на двойные геномные пути ответа на вирусную инфекцию. Это исследование впервые охарактеризовало как глобальную экспрессию генов, так и паттерны метилирования ДНК, связанные с острой вирусной инфекцией у медоносных пчел.