Вирус внутри бактерии защищает тлей от паразитических ос

Термин "полезный вирус" звучит как оксюморон. Однако для гороховой тли (Acyrthosiphon pisum), подвергающейся атакам паразитических ос, заражённые вирусом бактерии означают разницу между жизнью и медленной смертью.

Осы Aphidius ervi откладывают яйца внутрь тлей, и личинки ос поедают тлю изнутри. В лабораторных экспериментах около 80% тлей, несущих незаражённую бактерию Hamiltonella defensa, погибали от атак ос.

Однако большинство тлей, у которых бактерии H. defensa были заражены определённым вирусом (APSE), выживали после атак. Это первая демонстрация того, что вирус, заражающий бактерии, может помогать, а не вредить животному-хозяину этих бактерий.

Роль вируса и "мобильного генетического элемента"

  • Вирус APSE несёт гены, кодирующие токсины, которые, как полагают исследователи, участвуют в защите от ос.
  • Участок ДНК вируса, кодирующий токсины, является "мобильным генетическим элементом". Вирус может перемещать этот элемент между отдельными бактериями и даже между разными видами бактерий.
  • Этот элемент может встраиваться в ДНК реципиента, давая ему способность производить токсин. Это принципиально отличается от обычного наследования генов от родителей.

"Самое интересное для меня — это то, что отбор и адаптация к устойчивости (к осам) могут происходить у одного вида, а затем, вжух, она может внезапно появиться у другого вида", — сказала Нэнси Моран.

Экспериментальное подтверждение

Исследователи обнаружили, что тли, долгое время содержавшиеся в лаборатории без ос, теряли устойчивость. Оказалось, что у них по-прежнему были бактерии H. defensa, но эти бактерии потеряли вирус APSE.

Чтобы исключить генетические различия, команда сравнила тлей с H. defensa, заражённой вирусом APSE, и тлей того же штамма с тем же штаммом H. defensa, но без вируса. Результат был однозначным:

  • Выжило около 90% тлей с заражёнными бактериями.
  • Тли без заражённых бактерий были практически обречены.

"В каждом случае, когда вирус был утрачен, защита терялась почти полностью", — сказал первый автор Керри Оливер.

Контекст симбиоза

Тля часто является вредителем, а осы используются для биологического контроля её численности. Это исследование может объяснить, почему такой контроль иногда работает, а иногда нет.

Работа показывает, что защита от ос зависит от сложного трёхстороннего взаимодействия: тля — бактерия Hamiltonella defensa — вирус APSE.

Исследование опубликовано 21 августа в журнале Science. Финансирование осуществлялось Национальным научным фондом (NSF), Министерством сельского хозяйства США (USDA) и Национальными институтами здоровья (NIH).

2009-08-20