Исследование генома водной плесени может принести пользу аквакультуре

Ученые из Университета штата Орегон и их коллеги применили технологии, использованные в проекте «Геном человека», для более точного определения генов у типа водной плесени, которая поражает рыбу и наносит аквакультуре ущерб в миллионы долларов ежегодно.

Исследователи сравнили патогены рыб и растений, чтобы четко определить задействованные гены. Более глубокое понимание того, как эти патогены заражают животных, позволит аквакультуре разработать более эффективные методы контроля, такие как улучшенные вакцины и фунгициды.

Водная плесень принадлежит к группе из более чем 500 видов грибоподобных микроорганизмов, называемых оомицетами, которые размножаются как половым, так и бесполым путем. Оомицеты, близкие родственники морских водорослей, таких как ламинария, являются серьезными патогенами лосося и других рыб. Это особенно актуальная проблема в регионах мира, где разводят форель и лосося, включая Тихоокеанский северо-запад США, Шотландию и Чили.

Проект под руководством Бретта Тайлера, профессора и директора Центра исследований генома и биовычислений в Колледже сельскохозяйственных наук OSU, составил полный геном вида оомицета, известного как Saprolegnia parasitica. Это первый случай применения таких методов к водным плесневым патогенам рыб.

Патоген вызывает заболевание сапролегниоз, характеризующееся видимыми серыми или белыми пятнами мицелия на коже и плавниках, которые могут проникать в мышцы и кровеносные сосуды рыб. Возбудитель фитофтороза картофеля, вызвавший Великий голод в Ирландии в 1840-х годах, является родственником S. parasitica. Хотя сапролегниоз не может поражать людей, родственные S. parasitica виды — могут.

Люди во всем мире теперь получают больше белка из рыбы, чем из говядины. По мере сокращения естественных запасов рыбы выращиваемая рыба становится более важной для удовлетворения растущего мирового спроса. Однако выращенная рыба также более подвержена заболеваниям из-за скученности, которые могут распространяться и на дикую рыбу.

«Разработка новых, экологически безопасных способов снижения заболеваемости рыб сократит использование химикатов на рыбоводных фермах, а также защитит дикую рыбу, такую как лосось, обитающую в реках Тихоокеанского северо-запада», — сказал Тайлер.

Ключевые выводы исследования:

• S. parasitica может быстро адаптироваться к окружающей среде за счет изменений в своих генах, что позволяет ей распространяться на новые виды рыб или преодолевать действие фунгицидов.
• S. parasitica содержит фермент, который может активно подавлять первоначальный иммунный ответ рыбы, делая ее менее способной защищаться на начальных стадиях инфекции.
• Патогены растений могут изменять физиологию своих хозяев с помощью специальных ферментов, подавляющих иммунитет растений, в то время как оомицеты животных выработали другие ферменты, белки и токсины, которые обеспечивают заражение рыб.
• У S. parasitica больше ферментов, участвующих в адаптации, чем у человека, что позволяет ей распознавать и быстро приспосабливаться к самым разным условиям.
• S. parasitica уязвима для противогрибкового агента, называемого ингибитором синтеза хитина, вопреки прежним представлениям о том, что поражающие животных оомицеты не содержат хитина.