Уникальные адаптации к симбиотическому образу жизни открывают новые мишени для инсектицидов против тлей

Тли — вредители, наносящие ущерб урожаям в Великобритании на миллионы фунтов. Новое исследование биологов из Йоркского университета выявило потенциальные новые мишени для специфических инсектицидов против тлей.

Питаясь исключительно сладким соком растений, тли получают с пищей недостаточно азотистых незаменимых аминокислот. Чтобы решить эту проблему, тля использует бактериального симбионта Buchnera, который живёт внутри специальных клеток насекомого и дополняет его диету необходимыми питательными веществами.

Исследователи из Департамента биологии Йоркского университета и Корнеллского университета, финансируемые Советом по биотехнологическим и биологическим исследованиям (BBSRC), сообщают о значительном прогрессе в понимании работы этого симбиоза. Они изучили специфические адаптации в специализированных клетках-бактериоцитах, которые эволюционировали для размещения бактерий.

С помощью компьютерного моделирования метаболизма бактериоцитов тли в сочетании с экспериментальными данными учёные обнаружили неожиданный поворот в метаболической основе симбиоза. Оказалось, что именно клетки насекомого перерабатывают азот для построения незаменимых аминокислот, а не сами бактериальные клетки, как считалось ранее. Работа также показывает, что общий метаболизм бактериоцита эволюционировал, чтобы удовлетворять метаболические потребности своего партнёра и перерабатывать отходы, производимые метаболизмом Buchnera.

Руководитель проекта в Йоркском университете доктор Гэвин Томас заявил: «Исследование выявляет ферменты, необходимые тле для управления своими бактериальными симбионтами, что также предоставляет потенциальные мишени для специфических инсектицидов против тлей».

Он добавил о использованном подходе: «Проект — отличный пример возможностей системной биологии, интегрирующей транскриптомику, протеомику, метаболические модели и анализ баланса потоков для выдвижения и проверки новых гипотез о взаимодействии этих двух организмов».

Работа опубликована в текущем выпуске журнала Proceedings of the Royal Society B: Biological Science. Её возглавляла доктор Сэнди Макдональд, постдокторант лаборатории доктора Томаса в Йорке, в сотрудничестве с группой профессора Анджелы Дуглас из Корнеллского университета.