My, jak większość innych zwierząt, jesteśmy gospodarzami dla wielu różnych pożytecznych bakterii. Jest to korzystne zarówno dla nas, jak i dla mikroorganizmów. Jednak jeśli bakterie rosną zbyt szybko mogą stać się niebezpieczne. W nowym badaniu, opublikowanym w najnowszym wydaniu czasopisma naukowego PLoS Biology[1], zespół badawczy z Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC, Portugalia) stwierdził, że pojedyncza zmiana w genomie może zmienić dobroczynne bakterie w bakterie patogenne, poprzez zwiększenie ich gęstości wewnątrz gospodarza.
Rys. 1 Muszka owocowa (Drosophila melanogaster)
Ewa Chrostek i Luis Teixeira studiowali symbiozę pomiędzy muszką owocową (Drosophila melanogaster) i bakterią Wolbachia by odpowiedzieć jak łagodne bakterie stają się patogenne. Wolbachia jest obecna u większości gatunków owadów i chroni niektóre z nich przed wirusami, w tym wirusem gorączki denga. Wcześniejsze badania przeprowadzone przez zespół Luis’a Teixeira wykazały, że liczba bakterii wewnątrz muszki owocowej ma wpływ na organizm gospodarza. Bakterie, które osiągają bardzo wysoki poziom wewnątrz owada stają się szkodliwe. W związku z tym, postanowiono zbadać podłoże genetyczne, które kontroluje gęstość bakterii wewnątrz gospodarza, a co za tym idzie, także ich właściwości chorobotwórcze.
Porównanie patogennych i niepatogennych wariantów Wolbachia sugeruje, że liczba powtórzeń w danym regionie genomu, zwanym Octomom jest przyczyną różnic w zjadliwości bakterii. Autorzy wskazują, że liczba kopii tego regionu była różna między poszczególnymi muchami. Bakterie zawierające kilka egzemplarzy Octomomu rosły szybciej osiągając większą gęstość wewnątrz muszek owocowych. W związku z tym muchy wcześniej umierały. Z drugiej strony, więcej kopii regionu Octomom i wyższy poziom bakterii u muchy zapewnia jej lepszą ochronę przeciwwirusową.
Ewa Chrostek, która właśnie skończyła pracę doktorską w laboratorium Luis’a Teixeira, powiedziała: „To pokazuje, że liczba kopii Octomomu może się szybko zmieniać i prowadzić do różnych wyników infekcji. Bakterie te mogą bardzo szybko się rozwijać i łatwo wydostać się spod kontroli gospodarzy.” Luis Teixeira wyjaśnił dodatkowo: „Odkryliśmy, że ten region genomu jest odpowiedzialny za regulację gęstości bakterii. Jest to pierwsze badanie łączące geny i ich funkcje w tej bakterii, co zapewnia unikalny wstęp do zrozumienia powszechnych symbioz między owadami, a bakteriami Wolbachia.”
Obecnie, w ramach strategii kontroli transmisji wirusa denga, przenoszonego przez komary (Aedes aegypti) zakażone bakteriami Wolbachia owady są uwalniane w środowisku naturalnym. Dlatego zrozumienie mechanizmów potencjalnej ewolucji i gęstości kontroli Wolbachia jest niezwykle ważne.
1. Ewa Chrostek, Luis Teixeira. Mutualism Breakdown by Amplification of Wolbachia Genes. PLOS Biology, 2015; 13 (2): e1002065 DOI: 10.1371/journal.pbio.1002065
2. http://www.sciencedaily.com/releases/2015/02/150210141844.htm
Opracowała: Anna Marczewska
Korekta: Karol Madejczyk
