Международная группа исследователей определила основной набор генов, участвующих в реакции медоносных пчел на многочисленные заболевания, вызванные вирусами и паразитами. Полученные данные служат более четкой отправной точкой для будущих исследований здоровья медоносных пчел и могут помочь ученым и пчеловодам разводить медоносных пчел, более устойчивых к стрессу.
«В последнее десятилетие популяции медоносных пчел испытывали серьезные и постоянные потери в Северном полушарии, в основном из-за воздействия патогенов, таких как грибы и вирусы», - сказал Винсент Дублет, научный сотрудник Университета. Эксетера.«Выявленные нами гены открывают новые возможности для создания популяций медоносных пчел, устойчивых к этим патогенам».
По словам исследователей, недавние достижения в секвенировании ДНК привели к многочисленным исследованиям генов, участвующих в реакции медоносных пчел на патогены. Тем не менее, до сих пор это огромное количество данных было слишком громоздким и своеобразным, чтобы выявить общие закономерности в иммунитете медоносных пчел.
«Хотя во многих исследованиях использовались геномные подходы, чтобы понять, как пчелы реагируют на вирусы и паразиты, было трудно сравнивать эти исследования, чтобы найти основные гены и пути, которые помогают пчелам бороться со стрессорами», - сказал выдающийся специалист. Профессор энтомологии Кристина Грозингер, штат Пенсильвания. «Наша команда создала новый инструмент биоинформатики, который позволил нам интегрировать информацию из 19 различных наборов геномных данных, чтобы определить ключевые гены, участвующие в реакции медоносных пчел на болезни."
В частности, группа из 28 исследователей, представляющих восемь стран, создала новую статистическую методику, названную направленным ранговым анализом продукта. Этот метод позволил им идентифицировать гены, которые экспрессировались одинаково в 19 наборах данных, а не только те гены, которые экспрессировались больше, чем другие в наборе данных.
Ученые обнаружили, что эти сходным образом экспрессируемые гены включали те, которые кодируют белки, ответственные за реакцию на повреждение тканей патогенами, и те, которые кодируют ферменты, участвующие в метаболизме углеводов из пищи, среди многих других. Они предположили, что снижение углеводного обмена может проиллюстрировать стоимость инфекции для организма. Исследователи сообщают о своих выводах в BMC Genomics..
«Считалось, что медоносные пчелы реагируют на различные болезнетворные организмы совершенно по-разному, но мы узнали, что они в основном полагаются на основной набор генов, которые они включают или выключают в ответ на любой серьезный патогенный вызов», сказал Роберт Пакстон, профессор зоологии Немецкого центра комплексных исследований биоразнообразия.«Теперь мы можем исследовать физиологические механизмы, с помощью которых патогены побеждают своих пчел-хозяев, и то, как медоносные пчелы могут дать отпор этим патогенам».
Последствия результатов не ограничиваются медоносными пчелами. Команда обнаружила, что основные гены являются частью консервативных путей, то есть они сохранялись на протяжении всей эволюции среди насекомых и, следовательно, являются общими для других насекомых. Согласно Даблету, это означает, что гены дают важные знания для понимания взаимодействия патогенов с другими насекомыми, такими как шмели, и для использования патогенов для борьбы с насекомыми-вредителями, такими как тля и некоторые мотыльки.
«Этот анализ дает беспрецедентное понимание механизмов, лежащих в основе взаимодействия между насекомыми и их патогенами», - сказал Дублет. «С помощью этого анализа мы создали список генов, которые, вероятно, станут важным источником для будущих функциональных исследований, для разведения более устойчивых стад медоносных пчел и для борьбы с возникающими болезнями пчел."