Спироплазма пулсонии
| Спироплазма пулсонии | |
|---|---|
Научная классификация 
| |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Микоплазматота |
| Сорт: | Молликуты |
| Заказ: | Микоплазматы |
| Семья: | Микоплазмовые |
| Род: | Спироплазма |
| Разновидность: | С. poulsonii
|
| Биномиальное имя | |
| Спироплазма пулсонии Уильямсон и др. 1999 год
| |
Spiroplasma poulsonii — бактерии рода Spiroplasma , которые обычно являются эндосимбионтами мух. [ 1 ] Эти бактерии живут в гемолимфе (крови насекомых) мух, где они могут действовать как репродуктивные манипуляторы или защитные симбионты.
Биология
[ редактировать ]Spiroplasma poulsonii является симбионтом, передающимся по материнской линии, то есть в первую очередь наследуется по женской зародышевой линии. Это включает в себя коопцию белков мухового желтка, которые позволяют симбионту проникнуть в развивающийся яичник. [ 2 ] В гемолимфе мух S. poulsonii питается липидами в качестве основного источника пищи. [ 3 ]
Убийство мужчин
[ редактировать ]Штамм MSRO Drosophila melanogaster S. poulsonii убивает яйцеклетки D. melanogaster, оплодотворенные Y-содержащими сперматозоидами. [ 4 ] Этот способ репродуктивных манипуляций приносит пользу симбионту, поскольку самка мухи обладает большей репродуктивной способностью, чем самцы. Таким образом, увеличивая количество дочерей, которых производит мать-муха, симбионт увеличивает свою способность распространяться за счет увеличения репродуктивной способности самок мух. Убийство самцов требует наличия процесса функциональной дозовой компенсации у мухи-хозяина. [ 5 ] Генетическая основа этого убийства самцов была обнаружена в 2018 году, а ген, названный «SpAID» для « Spiroplasma poulsonii AndrocIDin», соответствует предыдущим исследованиям, в которых неизвестный на тот момент фактор назывался андроцидином S. poulsonii . SpAID использует механизм компенсации дозы хозяина, вызывая повреждение ДНК мужской Х-хромосомы, что приводит к неспособности мужской Х-хромосомы организовать и смоделировать структуру своего хроматина. [ 6 ]
Открытие SpAID разрешило загадку, возникшую еще в 1950-х годах, о том, как бактерии воздействуют на мужские клетки. В интервью Глобальному институту здравоохранения доктор Тошиюки Харумото сказал: «Насколько нам известно, Spaid — это первый бактериальный эффекторный белок, выявленный на сегодняшний день, который влияет на клеточные механизмы хозяина в зависимости от пола…» [ 6 ]
Оборонительный симбиоз
[ редактировать ]Штамм S. poulsonii Drosophila neotestacea может защищать своего хозяина от нападения нематод и ос-паразитов. [ 7 ] Эта защита настолько важна, что S. poulsonii распространился на запад по Северной Америке из-за селективного давления, оказываемого стерилизующим паразитом-нематодой Howardula aoronymphium . [ 8 ]
Механизм, с помощью которого S. poulsonii защищает мух от нематод и паразитических ос, основан на присутствии токсинов, называемых белками, инактивирующими рибосомы (RIP), подобных сарцину или рицину . Эти токсины депуринируют консервативный участок аденина в эукариотической 28s рибосомальной РНК, называемый петлей сарцин-рицин, путем расщепления N-гликозидной связи между основной цепью рРНК и аденином. [ 9 ] [ 10 ] оставляя след RIP-атаки в РНК нематод и ос. Spiroplasma poulsonii , вероятно, избегает повреждения своей мухи-хозяина, неся специфичные для паразита комплементы токсинов RIP, кодируемых бактериальными плазмидами. Это позволяет генам токсинов RIP легко перемещаться между видами путем горизонтального переноса генов , поскольку RIP D. neotestacea Spiroplasma являются общими для Spiroplasma других мух, питающихся грибами, таких как Megaselia nigra . [ 11 ] Штамм poulsonii S. Drosophila melanogaster также может атаковать паразитоидных ос, но его влияние на выживание самой мухи-хозяина варьируется и зависит от вида и штамма ос. [ 12 ] [ 13 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уильямсон, Д.Л. и др., Spiroplasma poulsonii sp. nov., новый вид, связанный с летальностью самцов у Drosophila willistoni, неотропического вида плодовой мухи (1999) https://doi.org/10.1099/00207713-49-2-611
- ^ Херрен, Дж. К.; Паредес, Дж. К.; Шупфер, Ф.; Леметр, Б. (2013). «Вертикальная передача эндосимбионта дрозофилы посредством кооптации механизма транспорта и интернализации желтка» . мБио . 4 (2). дои : 10.1128/mBio.00532-12 . ПМЦ 3585447 . ПМИД 23462112 .
- ^ Херрен, Джереми К.; Паредес, Хуан К.; Шюпфер, Фанни; Арафа, Карим; Булет, Филипп; Леметр, Брюно (2014). «Пролиферация эндосимбионтов насекомых ограничена наличием липидов» . электронная жизнь . 3 : e02964. doi : 10.7554/eLife.02964 . ПМЦ 4123717 . ПМИД 25027439 .
- ^ Черногория, H и др. Убивающая самцов спироплазма, естественным образом заражающая Drosophila melanogaster (2005) https://doi.org/10.1111/j.1365-2583.2005.00558.x}
- ^ Венети, Z и др. Комплекс функциональной дозовой компенсации, необходимый для уничтожения самцов дрозофилы (2005) 10.1126/science.1107182
- ^ Перейти обратно: а б Харумото, Тосиюки; Леметр, Брюно (2018). «Токсин, убивающий самцов, в бактериальном симбионте дрозофилы» . Природа . 557 (7704): 252–255. Бибкод : 2018Natur.557..252H . дои : 10.1038/s41586-018-0086-2 . ПМК 5969570 . ПМИД 29720654 .
- ^ Хазелькорн, Тамара С.; Дженике, Джон (2015). «Макроэволюционная устойчивость наследственных эндосимбионтов: приобретение, сохранение и выражение адаптивных фенотипов у спироплазмы ». Молекулярная экология . 24 (14): 3752–3765. дои : 10.1111/mec.13261 . ПМИД 26053523 . S2CID 206182327 .
- ^ Дженике, Дж.; Унклесс, Р.; Кокберн, С.Н.; Боэлио, LM; Перлман, С.Дж. (2010). «Адаптация через симбиоз: недавнее распространение защитного симбионта дрозофилы». Наука . 329 (5988): 212–215. Бибкод : 2010Sci...329..212J . дои : 10.1126/science.1188235 . ПМИД 20616278 . S2CID 206526012 .
- ^ Гамильтон, Финеас Т.; Пэн, Фанни; Буланже, Мартин Дж.; Перлман, Стив Дж. (2016). «Белок, инактивирующий рибосомы, в защитном симбионте дрозофилы » . Труды Национальной академии наук . 113 (2): 350–355. Бибкод : 2016PNAS..113..350H . дои : 10.1073/pnas.1518648113 . ПМЦ 4720295 . ПМИД 26712000 .
- ^ Баллинджер, Мэтью Дж.; Перлман, Стив Дж. (2017). «Общность токсинов в защитном симбиозе: белки, инактивирующие рибосомы, и защита от паразитических ос у дрозофилы» . ПЛОС Патогены . 13 (7): e1006431. doi : 10.1371/journal.ppat.1006431 . ПМК 5500355 . ПМИД 28683136 .
- ^ Баллинджер, Мэтью Дж.; Гаврилюк, Райан М. Р.; Перлман, Стив Дж. (2018). «Эволюция токсина и генома в защитном симбиозе дрозофилы» . Геномная биология и эволюция . 11 (1): 253–262. дои : 10.1093/gbe/evy272 . ПМК 6349354 . ПМИД 30576446 .
- ^ Джонс, Дж. Э. и Херст, Защита, опосредованная симбионтами GDD, зависит от генотипа осы при взаимодействии Drosophila melanogaster и Spiroplasma (2015) https://doi.org/10.1038/s41437-019-0291-2
- ^ Се, Дж.; Батлер, С.; Санчес, Г.; Матеос, М. (2014). «Убийство самца Spiroplasma защищает Drosophila melanogaster от двух ос-паразитоидов» . Наследственность . 112 (4): 399–408. дои : 10.1038/hdy.2013.118 . ПМЦ 3966124 . ПМИД 24281548 .