Открытие основного набора генов, участвующих в ответах медоносных пчел на многочисленные болезни, вызванные вирусами, может помочь ученым и пчеловодам развить медоносные пчелы, более устойчивые к стрессу.
«За последнее десятилетие популяции медоносных пчел испытали серьезные и постоянные потери в северном полушарии, главным образом из-за воздействия патогенов, таких как грибы и вирусы», - говорит Винсент Дьюльт, аспирант из Университета Эксетера. «Гены, которые мы идентифицировали, открывают новые возможности для производства пчелиных пчел, которые устойчивы к этим патогенам».
Недавние достижения в секвенировании ДНК вызвали многочисленные исследования генов, участвующих в ответах медоносных пчел на патогены. Тем не менее, до сих пор это огромное количество данных было слишком громоздким и своеобразным, чтобы выявить общие закономерности иммунитета к медовым пчелам.
«Хотя многие исследования использовали геномные подходы для понимания того, как пчелы реагируют на вирусы и паразиты, было сложно сравнить эти исследования с тем, чтобы найти основные гены и пути, которые помогают пчелам бороться со стрессорами», - говорит Кристина Грозингер, профессор энтомологии в штате Пенсильвания.
«Наша команда создала новый инструмент биоинформатики, который позволил нам интегрировать информацию из разных геномных наборов данных 19, чтобы идентифицировать ключевые гены, связанные с ответом медоносных пчел на болезни».
В частности, исследователи создали новый статистический метод, называемый направленным анализом ранжирования, метод, который позволяет им идентифицировать гены, которые были выражены аналогично по наборам данных 19, а не только гены, которые были выражены больше, чем другие в наборе данных.
Выводы, опубликованные в BMC Genomics, показывают, что эти аналогично экспрессированные гены включают те, которые кодируют белки, ответственные за ответ на повреждение тканей патогенами, и те, которые кодируют ферменты, участвующие в метаболизме углеводов из пищи, среди многих других. Снижение углеводного обмена может иллюстрировать стоимость инфекции на организм.
«Предполагалось, что пчелиные пчелы реагируют на различные болезнетворные организмы совершенно по-разному, но мы узнали, что они в основном полагаются на основной набор генов, которые они включают или отключают в ответ на любую серьезную патогенную проблему», - говорит Роберт Пакстон, профессор зоологии в Немецком Центре Интегративных Исследований Биоразнообразия. «Теперь мы можем исследовать физиологические механизмы, с помощью которых патогены преодолевают хозяева медоносных пчел и как медоносные пчелы могут сопротивляться этим болезнетворным микроорганизмам».
Последствия этих результатов не ограничиваются медовыми пчелами. Гены ядра являются частью консервативных путей, то есть они поддерживаются на протяжении эволюции среди насекомых и поэтому разделяются другими насекомыми. Это означает, что гены предоставляют важные знания для понимания взаимодействия возбудителей с другими насекомыми, таких как шмели, и для использования патогенов для борьбы с насекомыми-вредителями, такими как тли и некоторые мотыльки.
«Этот анализ обеспечивает беспрецедентное понимание механизмов, которые лежат в основе взаимодействия между насекомыми и их патогенами», - говорит Дьюлт. «С помощью этого анализа мы создали список генов, которые, вероятно, станут важным источником будущих функциональных исследований, для разведения более устойчивых запасов пчелиных пчел и для борьбы с новыми заболеваниями пчел».
iDiv, Германский центр интегративных исследований в области биоразнообразия, расположенный в Лейпциге, Германия, поддержал эту работу.
Источник: Penn State
Книги по этой теме
at Внутренний рынок самовыражения и Amazon
