Нематоды - это микроскопические черви, которые попадают в часто игнорируемый уголок животного мира. Хотя многие из них являются паразитами, т. е. живут внутри других организмов, они также помогают бороться с болезнями людей и уничтожают насекомых, наносящих ущерб сельскохозяйственным культурам.
Именно эти полезные свойства нематод привлекают внимание Адлера Диллмана, доцента Калифорнийского университета в Риверсайде.
В только что опубликованной статье в журнале PLOS Pathogens Диллман и несколько его сотрудников обнаружили, что нематоды выделяют смертельный коктейль из белков, убивающих многих насекомых, которые повреждают урожай. Открытие опровергает давнее мнение о том, что исключительно бактерии, работающие вместе с нематодами, убивают насекомых.
«Все это действительно похоже на научную фантастику», - сказал Диллман. «Эти микроскопические нематоды заползают в хозяина, выделяют токсичные бактерии, а затем выплевывают яд и превращают хозяина в молочный коктейль из насекомых».
Нематоды приспособились жить почти в каждой экосистеме, включая океаны, озера, почвы, полярные и тропические зоны и на всех высотах. Они круглые, но не имеют сегментов, как дождевые черви. Обычно они имеют длину от 0,1 до 2,5 миллиметров и считаются представителями 80 процентов животных на Земле.
Исследование Диллмана и его сотрудников было сосредоточено на Steinernema carpocapsae, хорошо изученной нематоде, которая, как известно, убивает более 250 насекомых-вредителей, поражающих такие растения, как персики, помидоры, кукуруза, сладкий картофель, апельсины и сосны. деревья. S. carpocapsae можно купить в интернет-магазинах для садоводов, и он продается как органическое решение для садоводства. Один веб-сайт продает 10 миллионов из них за 37,98 долларов США.
С. carpocapsae принадлежит к группе паразитирующих насекомых нематод, известных как энтомопатогенные нематоды. Они отличаются от других насекомых-паразитов тем, что убивают своих хозяев быстро, в течение дня или двух, и связываются с бактериями, чтобы облегчить их паразитический образ жизни.
Эти нематоды рождаются, прекращают развитие и возобновляют развитие только после заражения насекомого-хозяина. Мало что известно о ранних стадиях паразитизма и о том, как эти паразиты инициируют паразитарную фазу своего жизненного цикла и возобновляют развитие. Исследование Диллмана и его сотрудников помогает разгадать эту тайну.
Документ PLOS Pathogens описывает новый метод, разработанный исследователями для работы с нематодами, когда они находятся вне насекомого-хозяина, на котором они паразитируют, что является обычной проблемой при исследовании паразитов.
Исследователи смогли собрать ядовитые белки нематод после контакта с тканями насекомых в колбах в лаборатории. Они обнаружили, что белковая смесь очень токсична для нескольких видов насекомых, включая взрослых плодовых мушек (Drosophila melanogaster), которые обычно используются в научных экспериментах.
Кроме того, они использовали технологию секвенирования РНК, чтобы сравнить экспрессию генов у нематод внутри насекомого-хозяина и у нематод, подвергшихся воздействию ткани насекомого в колбах. Они обнаружили, что профили экспрессии генов были схожими, что свидетельствует о достоверности модели, которую они разработали для работы с нематодами вне насекомого-хозяина.
Наконец, они идентифицировали 472 белка, предположительно участвующих в паразитизме. Эти белки послужат основой для будущих исследований, которые найдут применение в сельском хозяйстве и медицине.
Что касается сельского хозяйства, исследователи надеются, что они найдут новые инсектицидные соединения, которые можно будет использовать для борьбы с насекомыми-вредителями по всему миру.
С точки зрения медицины человека, недавно было показано, что нематоды помогают контролировать аутоиммунные заболевания, такие как глютеновая болезнь, синдром раздраженного кишечника и болезнь Крона. Будущие исследования Диллмана и его сотрудников могут привести к более совершенным методам борьбы с этими заболеваниями с использованием молекул нематод.
Выводы особенно актуальны для близкородственных человеческих паразитов, таких как острицы (Strongyloides stercoralis), которые заражают примерно 100 миллионов человек во всем мире.
Документ PLOS Pathogens называется «Активированные энтомопатогенные инфекционные молодые особи нематод выделяют смертельные белки яда».