Spiroplasma poulsonii - Spiroplasma poulsonii
Spiroplasma | |
---|---|
Vědecká klasifikace | |
Království: | |
Kmen: | |
Třída: | |
Objednat: | |
Rodina: | |
Rod: | |
Druh: | S. poulsonii |
Spiroplasma poulsonii jsou bakterie rodu Spiroplasma které jsou běžně endosymbionty much.[1] Tyto bakterie žijí v hemolymfa (krev hmyzu) much, kde mohou působit jako reprodukční manipulátory nebo obranné symbionty.
Biologie
Spiroplasma poulsonii je mateřsky přenášený symbiont, což znamená, že je primárně zděděn prostřednictvím ženské zárodečné linie. To zahrnuje společnou možnost proteinů žloutku, které umožňují symbiontu vstoupit do vyvíjejícího se vaječníku.[2] V létající hemolymfě S. poulsonii se živí lipidy jako primárním zdrojem potravy.[3]
Zabíjení mužů
The Drosophila melanogaster S. poulsonii kmen MSRO zabíjí D. melanogaster vajíčka oplodněná spermatem nesoucím Y.[4] Tento způsob reprodukční manipulace přináší výhody symbiontu, protože samice mouchy má větší reprodukční výkon než muži. Tím, že zvyšuje počet dcer, které matka mouchy produkuje, symbiont zvyšuje svou schopnost šířit se zvýšeným reprodukčním výkonem ženských mušek. Zabíjení mužů vyžaduje přítomnost funkčního procesu kompenzace dávky v hostiteli mouchy.[5] Genetický základ tohoto zabíjení mužů byl objeven v roce 2018 a byl pojmenován gen „SPAID“ pro "Spiroplasma poulsonii AndrocIDin, “v souladu s předchozími studiemi, které uváděly tehdy neznámý faktor jako S. poulsonii androcidin. SpAID využívá mechanismus kompenzace dávky hostitele způsobující poškození DNA mužského chromozomu X, což vede k selhání mužského chromozomu X při organizaci a modelování jeho chromatinové struktury.[6]
Objev SpAID vyřešil záhadu sahající až do padesátých let minulého století, jak se bakterie zaměřovaly na mužské specifické buňky. V rozhovoru pro Global Health Institute Dr. Toshiyuki Harumoto řekl: „Podle našich vědomostí je Spaid prvním dosud identifikovaným bakteriálním efektorovým proteinem, který ovlivňuje buněčnou techniku hostitele způsobem specifickým pro pohlaví ...“[6]
Obranná symbióza
The S. poulsonii kmen Drosophila neotestacea může bránit svého hostitele před útokem hlístic a parazitických vos.[7] Tato obrana je dostatečně důležitá S. poulsonii se rozšířila na západ po celé Severní Americe kvůli selektivnímu tlaku vyvolanému sterilizujícím hlísticím parazitem Howardula aoronymphium.[8]
Mechanismus, kterým S. poulsonii chrání mouchy před hlísticemi a parazitické vosy spoléhají na přítomnost toxinů nazývaných proteiny inaktivující ribozomy (RIP), podobné sarcin nebo ricin. Tyto toxiny depurinují konzervované adeninové místo v eukaryotické 28s ribozomální RNA nazývané Sarcin-Ricinová smyčka štěpením N-glykosidové vazby mezi páteří rRNA a adeninem,[9][10] zanechání podpisu RIP útoku u hlístice 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.[11] The S. poulsonii kmen Drosophila melanogaster může také zaútočit na parazitoidní vosy, ale jeho dopad na přežití samotné hostitelské mouchy je proměnlivý a závisí na druhu a kmenu vosy.[12][13]
Reference
- ^ Williamson, D.L. a kol., Spiroplasma poulsonii sp. nov., nový druh spojený s letalitou samců u Drosophila willistoni, neotropického druhu ovocné mušky (1999) https://doi.org/10.1099/00207713-49-2-611
- ^ Herren, J. K .; Paredes, J. C .; Schupfer, F .; Lemaitre, B. (2013). „Vertikální přenos endosymbiontu Drosophila prostřednictvím spolupráce se stroji na přepravu a internalizaci žloutku“. mBio. 4 (2). doi:10,1 128 / mBio.00532-12. PMC 3585447. PMID 23462112.
- ^ Herren, Jeremy K .; Paredes, Juan C .; Schüpfer, Fanny; Arafah, Karim; Bulet, Philippe; Lemaitre, Bruno (2014). „Proliferace hmyzu endosymbiontem je omezena dostupností lipidů“. eLife. 3: e02964. doi:10,7554 / eLife.02964. PMC 4123717. PMID 25027439.
- ^ Montenegro, H et al. Spiroplasma zabíjející muže přirozeně infikující Drosophila melanogaster (2005) https://doi.org/10.1111/j.1365-2583.2005.00558.x}
- ^ Veneti, Z a kol. Funkční kompenzační komplex dávky potřebný pro zabíjení mužů v Drosophila (2005) 10.1126 / science.1107182
- ^ A b Harumoto, Toshiyuki; Lemaitre, Bruno (2018). „Toxin zabíjející muže v bakteriálním symbiontu Drosophila“. Příroda. 557 (7704): 252–255. Bibcode:2018Natur.557..252H. doi:10.1038 / s41586-018-0086-2. PMC 5969570. PMID 29720654.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ 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. (2018). „Vývoj toxinů a genomu v obranné symbióze Drosophila“. Biologie genomu a evoluce. 11: 253–262. doi:10.1093 / gbe / evy272. PMC 6349354. PMID 30576446.
- ^ Jones, J.E. & Hurst, G.D.D. Ochrana zprostředkovaná Symbiontem se liší podle genotypu vosy v interakci Drosophila melanogaster – Spiroplasma (2015) https://doi.org/10.1038/s41437-019-0291-2
- ^ Xie, J .; Butler, S .; Sanchez, G .; Mateos, M. (2014). „Muž zabíjející spiroplasmu chrání Drosophila melanogaster proti dvěma vosím parazitoidům“. Dědičnost. 112 (4): 399–408. doi:10.1038 / hdy.2013.118. PMC 3966124. PMID 24281548.