Drosophila innubila - Drosophila innubila

Drosophila innubila
Dinnubila4.tif
Samice Drosophila innubila na houbách
Vědecká klasifikace Upravit
Království:Animalia
Kmen:Arthropoda
Třída:Insecta
Objednat:Dvoukřídlí
Rodina:Drosophilidae
Rod:Drosophila
Druh:
D. innubila
Binomické jméno
Drosophila innubila
Spencer in Patterson, 1943

Drosophila innubila je druh octové mušky omezený na vysokohorské lesy v horách na jihu USA a Mexika,[1] které pravděpodobně kolonizovalo během poslední doby ledové.[2] Drosophila innubila je druh houby Drosophila a člen Skupina druhů Drosophila quinaria. Drosophila innubila je nejlépe známý pro jeho spojení s kmenem zabíjení mužů Wolbachia bakterie. Tyto bakterie jsou parazitické, protože odčerpávají zdroje z hostitele a způsobují potrat vajíčka napadené ženy. nicméně Wolbachia může za určitých okolností nabízet výhody kondici mouchy.[3] The D. innubila genom byl sekvenován v roce 2019.[4][5]

Symbióza

Drosophila innubila je stabilně infikován kmenem zabíjení mužů Wolbachia bakterie. Sdružení mezi Drosophila innubila a Wolbachia se může v rámci místních obyvatel značně lišit. Jejich vztah je však celkově velmi konzistentní Drosophila innubila druh.[3]

To je zabíjení mužů Wolbachia vede k tomu, že potomstvo much je zcela ženské, biologické pohlaví s vyšším reprodukčním výkonem. Tedy toto Wolbachia šíří se v populaci v důsledku zvýšené reprodukční výhody žen, které infikuje.[1] Hustota bakterií se však v průběhu vývoje liší. Hustota bakterií je v embryu nejnižší a zvyšuje se po celou dobu života mouchy a dosahuje nejvyšší hustoty ve vaječnících žen. Hustota bakterií přímo ovlivňuje účinnost Wolbachia dědičnost, jako ženy s nižší Wolbachia Hustota také produkují dcery s nízkou bakteriální hustotou.[6] Síly způsobující rozdíly v hustotě bakterií mohou být epigenetický. Pokud je bakteriální hustota dostatečně nízká, ženy začnou produkovat muže, přestože jsou infikovány zabíjením mužů Wolbachia.[6] Neexistují žádné důkazy o tom, že a Wolbachia infekce může být přenášena vodorovně z infikované ženské mušky na neinfikovanou ženskou mušku. Na rozdíl od extracelulárních symbiotických bakterií (např. Spiroplasma ), Wolbachia žijí uvnitř svých hostitelských buněk, což pravděpodobně snižuje jeho schopnost pohybovat se mezi hostiteli.[5]

Vertikální přenos infekce pomocí Wolbachia symbionty skrz Drosophila. Počínaje vrcholem a ve směru hodinových ručiček máte infikované embryo, infikovanou larvu, infikované kukly a poté se u dospělé ženy wolbachie koncentruje ve vaječnících a zajišťuje její přenos na další generaci.

Infikovaní synové pravděpodobně zemřou méně Wolbachia infekce, pokud jejich matka měla menší bakteriální hustotu.[6] Spekuluje se, že bakteriální hustota Wolbachia uvnitř hostitele se může lišit v závislosti na antibiotické aktivitě larválních nebo dospělých zdrojů potravy, možných obranných mechanismech hostitele, věku hostitele, bakteriálních interakcích v hostiteli a podmínkách prostředí, které moucha zažívá.[6] V současné době neexistují žádné důkazy o mechanismu v Drosophila innubila který potlačuje nebo potlačuje účinek zabíjení mužů Wolbachia.[6]

Neznámý faktor navíc přispívá ke zvýšení fitness výhod Wolbachia infekce.[5] Přítomnost a Wolbachia infekce může zvýšit kondici ženské mušky zvýšením její velikosti a zvýšením její plodnosti.[5] Navíc D. innubila DNA nudivirus „DiNV“ je běžná virová infekce u tohoto druhu.[7] Ukázalo se, že jisté Wolbachia mohou chránit své hostitele před virovou infekcí, dokonce vést k použitým strategiím biologické kontroly Wolbachia infekce k potlačení šíření virových onemocnění.[8] Jaká role (pokud existuje) Wolbachia hry na obranu proti virům jsou nejasné. Jiné studie, které zkoumaly příspěvek Wolbachia infekce na zdraví Drosophila Druhy navrhly, že bakterie mohou zvýšit přežití svého hostitele v přítomnosti oxidačních stresorů a také zabránit jiným patogenům v infikování hostitele tím, že je překonají o zdroje odvozené od hostitele, jako je cholesterol.[9][10] Kromě toho je také podezření, že Wolbachia může být také schopen manipulovat s expresí DNA svého hostitele využitím hostitele mikroRNA.[11]

Imunita

Genom D. innubila byl sekvenován pro studii v roce 2019 a může se pochlubit velmi vysokou kvalitou montáže, která konkuruje klasickému genetickému modelu Drosophila melanogaster. Tato studie zdůraznila význam interakce mezi D. innubila a jeho viry, jak vyplývá ze vzorců imunitní evoluce v antivirových genech. Zejména, přírodní výběr o imunitě a antivirových cestách v roce 2006 D. innubila se výrazně liší od D. melanogaster, což znamená odlišné evoluční tlaky.[4] The D. innubila DNA virus je podobný D. melanogaster Virus Kallithea.[12] Jako takové, srovnání mezi D. melanogaster a D. innubila a jejich viry slibují, že budou informovat o povaze interakcí hostitel-virus.[4]

V některých krmení hub Drosophila druhy, jako např D. guttifera a D. neotestacea, antimikrobiální peptidový gen Diptericin B byl pseudogenizovaný. Tento gen je však udržován v D. innubila, a aktivuje se po infekci.[13]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Dyer KA, Jaenike J (listopad 2004). „Evolučně stabilní infekce endosymbiontem zabíjejícím muže v Drosophila innubila: molekulární důkazy z genomu hostitele a parazita“. Genetika. 168 (3): 1443–55. doi:10.1534 / genetika.104.027854. PMC  1448788. PMID  15579697.
  2. ^ Jaenike J, Dyer KA, Reed LK (2003). „Struktura konkurence v rámci populace a dynamika Wolbachie zabíjející muže“. Evoluční ekologický výzkum. 5 (7): 1023–36.
  3. ^ A b Dyer KA, Jaenike J (červenec 2005). „Evoluční dynamika prostorově strukturované asociace hostitel-parazit: Drosophila innubila a Wolbachia zabíjející muže“. Vývoj; International Journal of Organic Evolution. 59 (7): 1518–28. doi:10.1554/04-666. PMID  16153037. S2CID  198154919.
  4. ^ A b C Hill T, Koseva BS, Unckless RL (březen 2019). „Genom Drosophila innubila odhaluje liniové specifické vzorce selekce v imunitních genech“. Molekulární biologie a evoluce. 36 (7): 1405–1417. doi:10.1093 / molbev / msz059. PMC  6573480. PMID  30865231.
  5. ^ A b C d Unckless RL, Jaenike J (březen 2012). „Udržování Wolbachie zabíjející muže v Drosophila innubila nezávislými mechanismy zabíjení mužů a zabíjení mužů“. Vývoj; International Journal of Organic Evolution. 66 (3): 678–689. doi:10.1111 / j.1558-5646.2011.01485.x. PMID  22380432. S2CID  11559837.
  6. ^ A b C d E Dyer KA, Minhas MS, Jaenike J (duben 2005). "Exprese a modulace embryonálního zabíjení mužů v Drosophila innubila: příležitosti pro víceúrovňový výběr". Vývoj; International Journal of Organic Evolution. 59 (4): 838–48. doi:10.1554/04-527. PMID  15926693. S2CID  198159022.
  7. ^ Hill T, Unckless RL (leden 2018). „Dynamický vývoj Drosophila innubila Nudivirus“. Infekce, genetika a evoluce. 57: 151–157. doi:10.1016 / j.meegid.2017.11.013. PMC  5725240. PMID  29155284.
  8. ^ Hoffmann AA, Montgomery BL, Popovici J, Iturbe-Ormaetxe I, Johnson PH, Muzzi F, Greenfield M, Durkan M, Leong YS, Dong Y, Cook H, Axford J, Callahan AG, Kenny N, Omodei C, McGraw EA, Ryan PA, Ritchie SA, Turelli M, O'Neill SL (srpen 2011). „Úspěšné založení Wolbachie v populacích Aedes k potlačení přenosu dengue“. Příroda. 476 (7361): 454–7. Bibcode:2011Natur.476..454H. doi:10.1038 / příroda10356. PMID  21866160. S2CID  4316652.
  9. ^ Capobianco III F, Nandkumar S, Parker JD (září 2018). „Wolbachia ovlivňuje přežití různých oxidačních stresorů v závislosti na genetickém pozadí v Drosophila melanogaster: Wolbachia a oxidační stres“. Fyziologická entomologie. 43 (3): 239–244. doi:10,1111 / fen.12252.
  10. ^ Caragata EP, Rancès E, Hedges LM, Gofton AW, Johnson KN, O'Neill SL, McGraw EA (2013-06-27). Vernick KD (ed.). „Cholesterol v potravě moduluje blokování patogenů Wolbachií“. PLOS patogeny. 9 (6): e1003459. doi:10.1371 / journal.ppat.1003459. PMC  3694857. PMID  23825950.
  11. ^ Zhang G, Hussain M, O'Neill SL, Asgari S (červen 2013). „Wolbachia používá hostitelskou mikroRNA k regulaci transkriptů methyltransferázy, což přispívá k inhibici viru dengue u Aedes aegypti“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 110 (25): 10276–81. Bibcode:2013PNAS..11010276Z. doi:10.1073 / pnas.1303603110. PMC  3690878. PMID  23733960.
  12. ^ Webster CL, Waldron FM, Robertson S, Crowson D, Ferrari G, Quintana JF, Brouqui JM, Bayne EH, Longdon B, Buck AH, Lazzaro BP, Akorli J, Haddrill PR, Obbard DJ (červenec 2015). „Objev, distribuce a vývoj virů spojených s Drosophila melanogaster“. PLOS Biology. 13 (7): e1002210. doi:10.1371 / journal.pbio.1002210. PMC  4501690. PMID  26172158.
  13. ^ Hanson, Mark Austin; Lemaitre, Bruno; Unckless, Robert L. (2019). „Dynamický vývoj antimikrobiálních peptidů podtrhuje kompromisy mezi imunitou a ekologickou kondicí“. Hranice v imunologii. 10: 2620. doi:10,3389 / fimmu.2019.02620. ISSN  1664-3224. PMC  6857651. PMID  31781114.