Животные живут в тесной ассоциации с микроорганизмами, перенося полезные бактерии, борясь с болезнетворными инфекциями. Теперь, в исследовании, опубликованном на этой неделе в Plos Genetics, исследователи из Instituto Gulbekian de Ciencia (IGC, Португалия) обнаружили, что симбиотические бактерии играют непосредственную роль в эволюции своего хозяина, формируя способ его адаптации к патогенам.
Все больше и больше становится ясно, что бактерии, живущие внутри животных, играют важную роль в жизни хозяина. Симбиотические бактерии могут влиять на развитие хозяина, его физиологию, поведение, а также повышать устойчивость хозяина к патогенам. Но вопрос о том, насколько эволюция симбиотических бактерий влияет на адаптацию животных к патогенам, еще не рассматривался. Элио Сусена и Луис Тейшейра, руководители групп IGC, объединили свой опыт для решения этой проблемы.
Экспериментальная установка включала плодовых мушек (Drosophila melanogaster) и их симбиотическую бактерию Wolbachia, подвергшихся воздействию вирусной инфекции. «Наша предыдущая работа показала, что Wolbachia может защищать плодовых мушек от вирусов и что разные штаммы этих бактерий обеспечивают разный уровень защиты. бактерий и хозяина», - объясняют Витор Фариа и Нельсон Мартинс, первые соавторы этой работы.
Сравнивая популяции мух, которые развились в присутствии вируса, с другими, которые развились в его отсутствие, исследователи заметили значительные изменения в их бактериальном составе. В ходе эволюции штаммы Wolbachia, обеспечивающие более высокую защиту от вирусной инфекции, отбирались и оставались в популяции мух, подвергшихся воздействию вируса, тогда как другие штаммы исчезали. Эти результаты показали, что селекция штаммов Wolbachia была связана с преимуществом, которое они давали хозяину: после заражения мухи с этими штаммами были способны лучше выживать и воспроизводить больше, чем мухи, несущие менее защитные штаммы.
«Хозяин и его симбиотические бактерии действуют как единое целое в ответ на заражение патогеном, при этом эволюция обоих геномов способствует адаптации хозяина. Мы считаем, что аналогичные результаты будут наблюдаться с другими бактериями и животными», - говорит Элио Сусена..
«Роль, которую играют симбиотические бактерии в эволюции хозяина, возможно, придется принимать во внимание при рассмотрении различных взаимодействий хозяина и патогенов», - добавляет Луис Тейшейра.
В этом исследовании команда IGC сотрудничала с Сарой Магальяйш из Центра экологии, эволюции и экологических изменений (Ce3C) факультета естественных наук Лиссабонского университета (Португалия) и с Кристианом Шлеттерером из Института популяционной генетики. в Ветмедуни Вена (Австрия). Эта работа финансировалась Fundação para a Ciencia e a Tecnologia (FCT; Португалия) и Австрийскими научными фондами.