Drosophila neotestacea - Drosophila neotestacea
Drosophila neotestacea | |
---|---|
![]() | |
A Drosophila neotestacea žena na žábrách Agaricus houba | |
Vědecká klasifikace ![]() | |
Království: | Animalia |
Kmen: | Arthropoda |
Třída: | Insecta |
Objednat: | Dvoukřídlí |
Rodina: | Drosophilidae |
Rod: | Drosophila |
Druh: | D. neotestacea |
Binomické jméno | |
Drosophila neotestacea Grimaldi, James a Jaenike. 1992[1] | |
Drosophila neotestacea je členem Skupina druhů Testacea z Drosophila.[2] Druhy Testacea jsou speciální ovocné mušky, které se množí na plodnicích hub. Tyto mouchy se rozhodnou rozmnožovat na psychoaktivních houbách, jako je muchomůrka Amanita muscaria.[3] Drosophila neotestacea lze nalézt v mírných oblastech Severní Ameriky, od severovýchodu Spojených států po západní Kanadu.[4]
Imunita
Drosophila neotestacea a další houby Drosophila byly intenzivně studovány kvůli jejich interakcím s Howardula zejména parazity hlístic Howardula aoronymphium. Na rozdíl od příbuzných druhů D. neotestacea je sterilizován H. aoronymphium infekce. Genetický základ této citlivosti není znám a je závislý na hlísticích. Například související Howardula druhy z Japonska nesterilizují D. neotestacea, i když evropský a severoamerický Howardula druhy ano. Navíc související Drosophila orientacea je odolný vůči infekci Evropanem Howardula hlístice, ale náchylné k Japoncům Howardula hlístice.[5] Infekce nematodami tedy silně potlačuje geny podílející se na vývoji vajíček.[6] Srovnání mezi D. neotestacea a nematodům rezistentní členové Skupina druhů Testacea může pomoci roztrhat interakce genetiky imunity mouchy a genetiky parazitů proti háďátkům.
Původně objeveno v D. neotestacea, houby na krmení hub jsou běžně infikováni trypanosomatid parazit Jaenimonas drosophilae.[7]
Hlavní imunita cesty Drosophila se nacházejí v D. neotestaceaantimikrobiální peptid Diptericin B byl ztracen.[8] Tato ztráta diptericinu B je také běžná u příbuzných Drosophila testacea a Drosophila guttifera, ale ne také související Drosophila innubila. Zdá se, že tyto ztráty byly nezávislé, což naznačuje, že u těchto druhů je Diptericin B aktivně selektován; Vskutku, Diptericin B je konzervován u všech ostatních druhů Drosophila.[9] Zdá se také, že to nesouvisí Tephritid ovocné mušky mají nezávisle odvozené Diptericin gen nápadně podobný genu Drosophila Diptericin B gen. Stejně jako mouchy krmící houby mají i tyto Tephritidyplodný sub-linie, která podobně ztratila gen Tephritid Diptericin B. Tyto evoluční vzorce v houbaření Drosophila a další ovocné mušky naznačují, že efektory imunitního systému (jako jsou antimikrobiální peptidy) jsou přímo formovány ekologií hostitele.[9]
Symbióza

Drosophila neotestacea může obsahovat bakteriální symbionty včetně Wolbachia a zejména Spiroplasma poulsonii. The S. poulsonii kmen D. neotestacea se rozšířila na západ po celé Severní Americe kvůli selektivnímu tlaku vyvolanému sterilizujícím hlísticím parazitem Howardula aoronymphium.[4] Zatímco S. poulsonii lze najít v jiných Drosophila druh, D. neotestacea kmen je jedinečný v obraně svého hostitele proti napadení háďátky. Jako ostatní S. poulsonii kmeny, D. neotestacea kmen také chrání svého hostitele před parazitickým napadením vosami.[10]
Mechanismus, kterým S. poulsonii chrání mouchy před hlísticemi a parazitické vosy spoléhají na přítomnost toxinů nazývaných proteiny inaktivující ribozomy (RIP), podobné Sarcin nebo Ricin.[11][12] Tyto toxiny štěpí konzervovanou strukturu v ribozomální RNA a nakonec mění nukleotidovou sekvenci na konkrétním místě. To zanechává podpis útoku RIP u háďátka a vosí RNA. Spiroplasma poulsonii pravděpodobně se vyhne poškození své hostitelské mouchy tím, že nese doplňky parazita specifické pro RIP toxiny kódované na bakteriálních plazmidech. To umožňuje genům toxinů RIP snadno se pohybovat mezi druhy horizontální přenos genů, tak jako D. neotestacea Spiroplasma RIP sdílí Spiroplasma dalších much, které krmí houby, jako např Megaselia nigra.[13]
Sobecké genetické prvky
Skupina druhů Testacea se používá v populační genetika ke studiu poměrů pohlaví zkreslujících „sobecké“ nebo „hnací“ X chromozomy. Sobecké chromozomy X ovlivňují potomky mužů tak, že otcové produkují pouze dcery. To zvyšuje šíření sobeckého chromozomu X, protože spermie nesoucí chromozomy Y se nikdy nepřenášejí. U volně žijících populací až 30% D. neotestacea jednotlivci mohou chovat sobecký X chromozom. Šíření D. neotestacea sobecký X je omezen klimatickými faktory, předpovídanými drsnou zimou. Jeho frekvence ve volné přírodě tak může být ovlivněna pokračováním klimatická změna.[14] Mechanismus pohonu X chromozomů může souviset s duplikací genu pro importin, což je typ proteinu jaderného transportu.[15]
Sobecké chromozomy X často potlačují genetickou rekombinaci během meiózy. Tento proces udržuje genové shluky, které podporují pohon chromozomů X, ale také může vést k akumulaci škodlivých mutací prostřednictvím procesu známého jako Mullerova ráčna. The D. neotestacea sobecké X potlačuje rekombinaci v laboratorních podmínkách, ale příležitostná rekombinace nastává ve volné přírodě, což dokazují rekombinantní genetické oblasti u divokých mušek.[16] Jiné druhy Testacea obsahují sobecké X chromozomy, což vyvolává otázku, zda pohon X chromozomů hrál roli ve speciaci skupiny Testacea.[17] Alespoň jeden sobecký X ve skupině mušek Testacea je dost starý na to, aby byl přítomen v posledním společném předchůdci Drosophila testacea a Drosophila orientacea.[18]
Viz také
Reference
- ^ Grimaldi, David; James, Avis C .; Jaenike, John (1992). „Systematika a způsoby izolace reprodukce ve skupině druhů Holarctic Drosophila testacea (Diptera: Drosophilidae)“. Annals of the Entomological Society of America. 85 (6): 671–685. doi:10.1093 / aesa / 85.6.671.
- ^ Jaenike, John; Stahlhut, Julie K .; Boelio, Lisa M .; Unckless, Robert L. (2010). „Sdružení mezi Wolbachií a Spiroplasmou v rámci Drosophila neotestacea: nastupující symbiotický mutualismus?“. Molekulární ekologie. NÁS. 19 (2): 414–425. doi:10.1111 / j.1365-294X.2009.04448.x. PMID 20002580.
- ^ Jaenike, John (1978). "Výběr hostitele Mycophagous Drosophila". Ekologie. 59 (6): 1286–1288. doi:10.2307/1938245. JSTOR 1938245.
- ^ A b Jaenike, J .; Unckless, R .; Cockburn, S. N .; Boelio, L. M .; Perlman, S. J. (2010). „Adaptace prostřednictvím Symbiózy: Nedávné rozšíření obranného symbiontu proti Drosophile“. Věda. 329 (5988): 212–215. Bibcode:2010Sci ... 329..212J. doi:10.1126 / science.1188235. PMID 20616278. S2CID 206526012.
- ^ Perlman, Steve J .; Jaenike, John (2003). „Úspěch infekce u nových hostitelů: experimentální a fylogenetická studie drosophila-parazitických hlístic“. Vývoj. 57 (3): 544–557. doi:10.1111 / j.0014-3820.2003.tb01546.x. PMID 12703944. S2CID 20459223.
- ^ Hamilton, Phineas T .; Leong, Jong S .; Koop, Ben F .; Perlman, Steve J. (2014). "Transkripční odpovědi v a Drosophiladefensive symbióza". Molekulární ekologie. 23 (6): 1558–1570. doi:10.1111 / mec.12603. hdl:1828/8389. PMID 24274471.
- ^ Hamilton, Phineas T .; Votýpka, Jan; Dostálová, Anna; Yurchenko, Vyacheslav; Bird, Nathan H .; Lukeš, Julius; Lemaitre, Bruno; Perlman, Steve J. (2015). „Dynamika infekce a imunitní odpověď v nově popsané asociaci Drosophila-Trypanosomatid“. mBio. 6 (5): e01356-15. doi:10,1 128 / mBio.01356-15. PMC 4600116. PMID 26374124.
- ^ Hanson MA, Hamilton PT, Perlman SJ (říjen 2016). "Imunitní geny a odlišné antimikrobiální peptidy u much podrodů Drosophila". BMC Evoluční biologie. 16 (1): 228. doi:10.1186 / s12862-016-0805-r. PMC 5078906. PMID 27776480.
- ^ A b 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.
- ^ Haselkorn, Tamara S .; Jaenike, John (2015). „Makroevoluční perzistence dědičných endosymbiontů: Získávání, retence a exprese adaptivních fenotypů v Spiroplasma". Molekulární ekologie. 24 (14): 3752–3765. doi:10.1111 / mec.13261. PMID 26053523.
- ^ Hamilton, Phineas T .; Peng, Fangni; Boulanger, Martin J .; Perlman, Steve J. (2016). „Protein deaktivující ribozomy v a Drosophiladefensive symbiont ". Sborník Národní akademie věd. 113 (2): 350–355. Bibcode:2016PNAS..113..350H. doi:10.1073 / pnas.1518648113. PMC 4720295. PMID 26712000.
- ^ Ballinger, Matthew J .; Perlman, Steve J. (2017). „Obecnost toxinů v obranné symbióze: proteiny inaktivující ribozomy a obrana proti parazitickým vosám v Drosophile“. PLOS patogeny. 13 (7): e1006431. doi:10.1371 / journal.ppat.1006431. PMC 5500355. PMID 28683136.
- ^ Ballinger, Matthew J .; Gawryluk, Ryan M. R.; Perlman, Steve J. (2019). „Vývoj toxinů a genomu v obranné symbióze Drosophila“. Biologie genomu a evoluce. 11 (1): 253–262. doi:10.1093 / gbe / evy272. PMC 6349354. PMID 30576446.
- ^ Dyer, Kelly A. (2012). „Místní výběr je základem geografického rozložení poměru pohlaví u Drosophila Neotestacea“. Vývoj. 66 (4): 973–984. doi:10.1111 / j.1558-5646.2011.01497.x. PMID 22486683. S2CID 17513583.
- ^ Pieper, Kathleen E .; Unckless, Robert L .; Dyer, Kelly A. (2018). „Rychle se rozvíjející duplikát X vázaného na importin ‐ α2 je v Drosophila neotestacea nadměrně exprimován v pohonu pohlaví. Molekulární ekologie. 27 (24): 5165–5179. doi:10.1111 / mec.14928. PMC 6312747. PMID 30411843.
- ^ Pieper, K.E .; Dyer, K.A. (2016). „Příležitostná rekombinace sobeckého X-chromozomu může umožnit jeho přetrvávání ve vysokých frekvencích ve volné přírodě“. Journal of Evolutionary Biology. 29 (11): 2229–2241. doi:10.1111 / jeb.12948. PMC 5089913. PMID 27423061.
- ^ Keais, G. L .; Hanson, M. A .; Gowen, B. E .; Perlman, S. J. (2017). „Pohon chromozomů X v rozšířené palearktické lesní mušce, Drosophila testacea“. Journal of Evolutionary Biology. 30 (6): 1185–1194. doi:10.1111 / jeb.13089. PMID 28402000.
- ^ Keais, G. L. (2018). Pohon chromozomů X v Drosophila testacea (Teze).