Дрозофила неотестацея
| Дрозофила неотестацея | |
|---|---|
| |
| Самка Drosophila neotestacea на жабрах Agaricus. гриба | |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Членистоногие |
| Сорт: | Насекомое |
| Заказ: | двукрылые |
| Семья: | Дрозофилиды |
| Подсемейство: | Дрозофила |
| Род: | Дрозофила |
| Подрод: | Дрозофила |
| Видовая группа : | тестовые |
| Разновидность: | Д. неотестацеа
|
| Биномиальное имя | |
| Дрозофила неотестацея Гримальди, Джеймс и Дженике, 1992 г. [ 1 ]
| |
Drosophila neotestacea представитель Testacea группы видов дрозофилы — . [ 2 ] Виды Testacea — это специализированные плодовые мухи, которые размножаются на плодовых телах грибов. Эти мухи предпочитают размножаться на психоактивных грибах, таких как мухомор Amanita muscaria . [ 3 ] Drosophila neotestacea встречается в регионах Северной Америки с умеренным климатом, от северо-востока США до запада Канады. [ 4 ]
Иммунитет
[ редактировать ]Drosophila neotestacea и другие дрозофилы, размножающиеся грибами, были тщательно изучены на предмет их взаимодействия с Howardula нематодами-паразитами , особенно с Howardula aoronymphium . В отличие от родственных видов, D. neotestacea стерилизуется инфекцией H. aoronymphium . Генетическая основа этой восприимчивости неизвестна и зависит от нематод. Например, родственный вид Howardula из Японии не стерилизует D. neotestacea , хотя европейские и североамериканские виды Howardula это делают. Кроме того, родственная Drosophila orientacea устойчива к заражению европейскими нематодами Howardula , но восприимчива к японским нематодам Howardula . [ 5 ] Соответственно, заражение нематодами сильно подавляет гены, участвующие в развитии яиц. [ 6 ] Сравнение D. neotestacea и устойчивых к нематодам представителей группы видов Testacea может помочь выявить взаимодействие генетики иммунитета к мухам и генетики паразитизма нематод.
Первоначально обнаруженные у D. neotestacea , мухи, питающиеся грибами, обычно заражаются трипаносоматидным паразитом Jaenimonas Drosophilae . [ 7 ]
Основные врожденного иммунитета пути дрозофилы обнаружены у D. neotestacea , однако антимикробный пептид диптерицин B утрачен. [ 8 ] Эта потеря диптерицина B также характерна для родственных Drosophila testacea и Drosophila guttifera , но не для родственной Drosophila innubila . Таким образом, эти события потери, по-видимому, были независимыми, что позволяет предположить, что диптерицин B активно подвергается селекции у этих видов; действительно, диптерицин B сохраняется у всех других видов дрозофил. [ 9 ] Также кажется, что неродственные плодовые мухи -тефритиды независимо получили ген диптерицина, поразительно похожий на дрозофилы ген диптерицина B . Подобно мухам, питающимся грибами, эти тефритиды также имеют неплодоядную подлинию , которая аналогичным образом потеряла ген тефритидного диптерицина B. Эти эволюционные закономерности у и других плодовых мух , размножающихся грибами дрозофилы , позволяют предположить, что эффекторы иммунной системы (например, антимикробные пептиды) напрямую формируются под влиянием экологии хозяина. [ 9 ]
Симбиоз
[ редактировать ]
Drosophila neotestacea может содержать бактериальных симбионтов, включая Wolbachia и особенно Spiroplasma poulsonii . Штамм S. poulsonii D. neotestacea распространился на запад по Северной Америке из-за селективного давления, оказываемого стерилизующим паразитом-нематодой Howardula aoronymphium . [ 4 ] Хотя S. poulsonii можно обнаружить и у других видов дрозофил , штамм D. neotestacea уникален в защите своего хозяина от заражения нематодами. Как и другие штаммы S. poulsonii , штамм D. neotestacea также защищает своего хозяина от заражения осами-паразитами. [ 10 ]
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 . [ 11 ] [ 12 ] Эти токсины разрезают консервативную структуру рибосомальной РНК, в конечном итоге изменяя нуклеотидную последовательность в определенном сайте. Это оставляет 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 . [ 13 ]
Эгоистичные генетические элементы
[ редактировать ]Группа видов Testacea используется в популяционной генетике для изучения соотношения полов, искажающего «эгоистичные» или «движущие» Х-хромосомы. Эгоистичные Х-хромосомы смещают потомство мужчин, так что отцы рожают только дочерей. Это увеличивает распространение эгоистичной Х-хромосомы, поскольку сперматозоиды, несущие Y-хромосому, никогда не передаются. В диких популяциях до 30% особей D. neotestacea могут содержать эгоистическую Х-хромосому. Распространение D. neotestacea selfish X ограничено климатическими факторами, прогнозируемыми суровостью зимы. Таким образом, на его частоту в дикой природе может повлиять продолжающееся изменение климата . [ 14 ] Механизм привода Х-хромосомы может быть связан с дупликацией гена импортина, типа ядерного транспортного белка. [ 15 ]
Часто эгоистичные Х-хромосомы подавляют генетическую рекомбинацию во время мейоза. Этот процесс поддерживает кластеры генов, которые способствуют приводу Х-хромосомы, но также может привести к накоплению вредных мутаций посредством процесса, известного как храповик Мюллера . D. neotestacea selfish X подавляет рекомбинацию в лабораторных условиях, но время от времени рекомбинация происходит в дикой природе, о чем свидетельствуют рекомбинантные генетические области у мух, пойманных в дикой природе. [ 16 ] Другие виды Testacea содержат эгоистичные Х-хромосомы, что поднимает вопрос о том, сыграл ли драйв Х-хромосомы роль в видообразовании группы Testacea. [ 17 ] По крайней мере, один эгоистичный X в группе мух Testacea достаточно взрослый, чтобы присутствовать у последнего общего предка Drosophila testacea и Drosophila orientacea . [ 18 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гримальди, Дэвид; Джеймс, Авис С.; Дженике, Джон (1992). «Систематика и способы репродуктивной изоляции голарктической группы видов Drosophila testacea (Diptera: Drosophilidae)». Анналы Энтомологического общества Америки . 85 (6): 671–685. дои : 10.1093/aesa/85.6.671 .
- ^ Дженике, Джон; Сталхут, Джули К.; Боэлио, Лиза М.; Unckless, Роберт Л. (2010). «Ассоциация между Wolbachia и Spiroplasma внутри Drosophila neotestacea: новый симбиотический мутуализм?» . Молекулярная экология . 19 (2). США: 414–425. дои : 10.1111/j.1365-294X.2009.04448.x . ПМИД 20002580 .
- ^ Дженике, Джон (1978). «Выбор хозяина микофагами-дрозофилами». Экология . 59 (6): 1286–1288. дои : 10.2307/1938245 . JSTOR 1938245 .
- ^ Перейти обратно: а б 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 .
- ^ Перлман, Стив Дж.; Дженике, Джон (2003). «Успешная инфекция у новых хозяев: экспериментальное и филогенетическое исследование паразитических нематод дрозофилы» . Эволюция . 57 (3): 544–557. дои : 10.1111/j.0014-3820.2003.tb01546.x . ПМИД 12703944 . S2CID 20459223 .
- ^ Гамильтон, Финеас Т.; Леонг, Джонг С.; Куп, Бен Ф.; Перлман, Стив Дж. (2014). «Транкрипционные ответы в защитном симбиозе дрозофил ». Молекулярная экология . 23 (6): 1558–1570. дои : 10.1111/mec.12603 . hdl : 1828/8389 . ПМИД 24274471 .
- ^ Гамильтон, Финеас Т.; Вотыпка, Ян; Досталова, Анна; Юрченко Вячеслав; Берд, Натан Х.; Лукеш, Юлиус; Леметр, Бруно; Перлман, Стив Дж. (2015). «Динамика инфекции и иммунный ответ в недавно описанной ассоциации дрозофилы-трипаносоматид» . мБио . 6 (5): e01356-15. дои : 10.1128/mBio.01356-15 . ПМК 4600116 . ПМИД 26374124 .
- ^ Хэнсон М.А., Гамильтон П.Т., Перлман С.Дж. (октябрь 2016 г.). «Иммунные гены и дивергентные антимикробные пептиды у мух подрода Drosophila» . Эволюционная биология BMC . 16 (1): 228. doi : 10.1186/s12862-016-0805-y . ПМК 5078906 . ПМИД 27776480 .
- ^ Перейти обратно: а б Хэнсон, Марк Остин; Леметр, Бруно; Unckless, Роберт Л. (2019). «Динамическая эволюция антимикробных пептидов подчеркивает компромисс между иммунитетом и экологической пригодностью» . Границы в иммунологии . 10 : 2620. дои : 10.3389/fimmu.2019.02620 . ISSN 1664-3224 . ПМК 6857651 . ПМИД 31781114 .
- ^ 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 .
- ^ 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. (2019). «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 .
- ^ Дайер, Келли А. (2012). «Местный отбор лежит в основе географического распределения влечения к соотношению полов у Drosophila Neotestacea» . Эволюция . 66 (4): 973–984. дои : 10.1111/j.1558-5646.2011.01497.x . ПМИД 22486683 . S2CID 17513583 .
- ^ Пипер, Кэтлин Э.; Unckless, Роберт Л.; Дайер, Келли А. (2018). «Быстро развивающийся X-связанный дубликат импортина-α2 сверхэкспрессируется в определении соотношения полов у Drosophila neotestacea» . Молекулярная экология . 27 (24): 5165–5179. дои : 10.1111/mec.14928 . ПМК 6312747 . ПМИД 30411843 .
- ^ Пипер, Кентукки; Дайер, Калифорния (2016). «Случайная рекомбинация эгоистичной Х-хромосомы может обеспечить ее сохранение на высоких частотах в дикой природе» . Журнал эволюционной биологии . 29 (11): 2229–2241. дои : 10.1111/jeb.12948 . ПМК 5089913 . ПМИД 27423061 .
- ^ Кейс, ГЛ; Хэнсон, Массачусетс; Гоуэн, Бельгия; Перлман, С.Дж. (2017). «Драйв Х-хромосомы у широко распространенной палеарктической лесной мухи Drosophila testacea» . Журнал эволюционной биологии . 30 (6): 1185–1194. дои : 10.1111/jeb.13089 . ПМИД 28402000 .
- ^ Кейс, GL (2018). Драйв Х-хромосомы у Drosophila testacea (Диссертация).