Эволюция вместе с вирусами влияет на восприимчивость к будущим инфекциям

Исследователи показали, что когда плодовые мушки коэволюционируют с вирусами, происходят иные генетические изменения по сравнению с теми, что вызваны первой встречей с вирусом. Это меняет восприимчивость насекомых к будущим инфекциям.

Результаты, опубликованные в eLife, помогают ответить на фундаментальный вопрос биологии инфекционных болезней: почему одни особи генетически устойчивы к инфекции, а другие — восприимчивы? Ответ имеет потенциальное значение для снижения заболеваемости, например, в случаях, когда генетическая вариация влияет на способность комара передавать малярию.

Команда использовала четыре вида плодовых мушек, чтобы сравнить генетическую вариацию, вызванную естественными (эндемичными) вирусами насекомых, называемыми сигма-вирусами, с вариацией, вызванной неэндемичными вирусами от других видов насекомых.

• Во всех четырёх видах мушек наблюдалась значительно большая вариация в восприимчивости к эндемичным сигма-вирусам, чем к вирусам от других видов.
• Например, у одного из видов мушек вирусная нагрузка (количество вирусных частиц) для неэндемичных вирусов была в 1294 раза выше, чем для эндемичного вируса. Это указывало на большую восприимчивость к инфекции неэндемичными вирусами.

Далее команда исследовала, различается ли генетическая основа устойчивости к эндемичным (коэволюционировавшим) и неэндемичным вирусам. Эффект известных генетических вариантов в геномах мушек на вирусную нагрузку был больше для эндемичного вируса, чем для вирусов других видов. Это означает, что генетические варианты, обеспечивающие устойчивость к эндемичным сигма-вирусам, не защищают от других видов вирусов.

Последующие эксперименты с генетически схожими мушками со всего мира подтвердили первоначальные выводы: генетической вариации в восприимчивости к коэволюционировавшему вирусу было значительно больше, чем к неэндемичному.

Вывод: отбор под действием естественных патогенов увеличил генетическое разнообразие в восприимчивости хозяев. Когда патоген заражает новый вид хозяина, генетической вариации в восприимчивости среди особей может быть гораздо меньше, чем обычно, что делает популяции уязвимыми для эпидемий.