Команда обнаружила, что Asaia, тип бактерий, который встречается в природе у комаров Anopheles, блокирует вторжение Wolbachia в зародышевые линии комаров — клетки, которые передаются через последовательные поколения организма, — тем самым не позволяя насекомым передавать Wolbachia в организм. их потомство.«Wolbachia поражает до 70 процентов всех известных видов насекомых, но заметно отсутствует у некоторых групп, включая комаров Anopheles, которые являются переносчиками малярии», — сказал Джейсон Расгон, доцент энтомологии штата Пенсильвания. «Один из главных вопросов:« Почему одни виды насекомых заражены Wolbachia, а другие нет? » Наше исследование дает потенциальный ответ — возможно, конкурентное взаимодействие с Asaia или другими бактериями, присутствующими в насекомых, определит, может ли Wolbachia заразить зародышевую линию, передаваться и вторгаться в популяцию, что является желаемым результатом, если Wolbachia должна быть успешным средством борьбы. возбудитель малярии или других трансмиссивных патогенов.
И Wolbachia, и Asaia независимо оцениваются как потенциальные средства борьбы с трансмиссивными патогенами; наши исследования показывают, что, возможно, эти две стратегии несовместимы ».По словам Расгона, у насекомых, у которых он встречается в естественных условиях, Wolbachia передается вертикально от матери к потомству, но в течение эволюционного периода часто передается горизонтально между группами насекомых.«Никто на самом деле не знает, почему некоторые виды инфицированы, а некоторые нет, и никто точно не знает, что определяет успешное заражение горизонтальной инфекцией Wolbachia», — сказал он.
Чтобы провести свое исследование, исследователи вводили Wolbachia взрослым самкам Anopheles и измеряли передачу потомству.«Мы обнаружили, что при нормальных обстоятельствах Wolbachia передается очень плохо, и что комары, которым вводили Wolbachia, умирали после кровяного вскармливания», — сказал Расгон. «Однако, когда мы выращивали комаров с помощью антибиотиков до инъекции Wolbachia, Wolbachia передавалась гораздо эффективнее, и комары выживали после кровяного вскармливания».Затем команда использовала метод секвенирования ДНК, чтобы идентифицировать все бактерии — «микробиом» — в комарах, леченных антибиотиками и управляющих комарами.
Они обнаружили, что у двух разных видов Anopheles лечение антибиотиками было специально уменьшено с помощью лечения антибиотиками. Затем ученые создали устойчивый к антибиотикам мутант Asaia и добавили этот бактериальный мутант обратно к леченным антибиотиками комарам. Они обнаружили, что после того, как они повторно заселили обработанных антибиотиками комаров с помощью Asaia, Wolbachia больше не передавалась потомству, а комары умирали быстрее после кровопускания.
Результаты опубликованы в сегодняшнем (11 августа) выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences.«С помощью Asaia мы определили первый специфический барьер для передачи вируса Wolbachia от матери», — сказал Расгон. «Мы также показали, что Wolbachia может взаимодействовать с другими членами микробиома комаров. Наконец, у нас есть потенциальная гипотеза, объясняющая многолетнее наблюдение очевидного отсутствия инфекции Wolbachia у комаров Anopheles». В будущем команда планирует выяснить, справедливо ли явление, когда один вид бактерий блокирует материнскую передачу других видов, применительно к более широкому спектру видов насекомых.
Исследователи также надеются использовать свои новые знания, чтобы упростить установление стабильной инфекции Wolbachia у Anopheles и других комаров.