Дрозофила иннубила - Drosophila innubila

Дрозофила иннубила
Dinnubila4.tif
Самка Drosophila innubila на грибе
Научная классификация редактировать
Королевство:Animalia
Тип:Членистоногие
Учебный класс:Насекомое
Заказ:Двукрылые
Семья:Drosophilidae
Род:Дрозофила
Разновидность:
Д. иннубила
Биномиальное имя
Дрозофила иннубила
Спенсер в Паттерсоне, 1943 год.

Дрозофила иннубила это вид уксусной мухи, обитающий в высокогорных лесных массивах в горах на юге США и в Мексике,[1] которые он, вероятно, колонизировал во время последнего ледникового периода.[2] Дрозофила иннубила это своего рода грибовидная дрозофила, и член Видовая группа Drosophila quinaria. Дрозофила иннубила наиболее известен своей связью с убийством мужчин Вольбахия бактерии. Эти бактерии являются паразитическими, поскольку они истощают ресурсы хозяина и вызывают выкидыш у половины инфицированных самок. тем не мение Вольбахия при определенных обстоятельствах может улучшить физическую форму мухи.[3] В Д. иннубила геном секвенировали в 2019 году.[4][5]

Симбиоз

Дрозофила иннубила стабильно заражен штаммом, убивающим мужчин Вольбахия бактерии. Связь между Дрозофила иннубила и Вольбахия могут сильно различаться в пределах местного населения. Тем не менее, их отношения очень последовательны в целом. Дрозофила иннубила разновидность.[3]

Убийство мужчин этими Вольбахия приводит к тому, что потомство мух полностью женского пола, биологического пола с более высокой репродуктивной продуктивностью. Таким образом, это Вольбахия Распространяется в популяции за счет увеличения репродуктивного преимущества зараженных им самок.[1] Однако плотность бактерий в процессе развития меняется. Плотность бактерий самая низкая у эмбриона и увеличивается в течение жизни мухи, достигая наибольшей плотности в яичниках самок. Плотность бактерий напрямую влияет на эффективность Вольбахия наследование, как у женщин с более низким Вольбахия плотность также производит дочерей с низкой бактериальной плотностью.[6] Силы, определяющие различия в плотности бактерий, могут быть эпигенетический. Если плотность бактерий достаточно низка, самки начинают производить самцов, несмотря на то, что были инфицированы убивающими самцов. Вольбахия.[6] Нет никаких доказательств того, что Вольбахия Инфекция может передаваться горизонтально от инфицированной самки мухи незараженной самке. В отличие от внеклеточных симбиотических бактерий (например, Спироплазма ), Вольбахия живут внутри своих клеток-хозяев, что, вероятно, снижает их способность перемещаться между хозяевами.[5]

Вертикальная передача инфекции Вольбахия симбионты через Дрозофила. Начиная сверху и двигаясь по часовой стрелке, у вас есть инфицированный эмбрион, инфицированная личинка, инфицированные куколки, а затем у взрослой самки вольбахия концентрируется в яичниках, обеспечивая ее передачу следующему поколению.

У инфицированных сыновей меньше шансов умереть от Вольбахия инфекция, если их мать имела меньшую бактериальную плотность.[6] Предполагается, что бактериальная плотность Вольбахия внутри хозяина может варьироваться в зависимости от антибиотической активности источников пищи личинок или взрослых особей, возможных защитных механизмов хозяина, возраста хозяина, взаимодействия бактерий внутри хозяина, а также условий окружающей среды, в которых находится муха.[6] В настоящее время нет никаких доказательств наличия механизма в Дрозофила иннубила который подавляет или подавляет эффект уничтожения мужчин Вольбахия.[6]

Кроме того, неизвестный фактор способствует увеличению фитнес-преимуществ Вольбахия инфекционное заболевание.[5] Наличие Вольбахия Инфекция может повысить приспособленность самки мухи за счет увеличения ее размера и повышения ее фертильности.[5] Более того, Д. иннубила ДНК нудивирус «DiNV» - распространенная вирусная инфекция среди этого вида.[7] Было показано, что некоторые Вольбахия могут защитить своих хозяев от вирусной инфекции, даже приводя к стратегиям биоконтроля, использующим Вольбахия инфекция для подавления распространения вирусных заболеваний.[8] Какая роль (если есть) Вольбахия играет в защиту от вирусов неясно. Однако другие исследования, изучающие вклад Вольбахия инфекция к пригодности Дрозофила предположили, что бактерии могут увеличивать выживаемость своего хозяина в присутствии окислительных стрессоров, а также предотвращать заражение хозяина другими патогенами, превосходя их за ресурсы хозяина, такие как холестерин.[9][10] Кроме того, есть подозрения, что Вольбахия может также иметь возможность манипулировать экспрессией ДНК своего хозяина посредством использования хозяина микроРНК.[11]

Иммунитет

Геном Д. иннубила был секвенирован для исследования в 2019 году и отличается очень высоким качеством сборки, не уступающим классической генетической модели. Drosophila melanogaster. Это исследование подчеркнуло важность взаимодействия между Д. иннубила и его вирусы, как следует из паттернов иммунной эволюции антивирусных генов. В частности, естественный отбор на иммунитет и противовирусные пути в Д. иннубила заметно отличается от D. melanogaster, подразумевая расходящиеся эволюционные давления.[4] В Д. иннубила ДНК-вирус похож на D. melanogaster Вирус каллифеи.[12] Таким образом, сравнения между D. melanogaster и Д. иннубила а их вирусы обещают информировать о природе взаимодействий между хозяином и вирусом.[4]

При кормлении грибами Дрозофила виды, такие как D. guttifera и D. neotestacea, ген антимикробного пептида Диптерицин B был псевдогенизированный. Однако этот ген сохраняется в Д. иннубила, и активируется при заражении.[13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Дайер К.А., Яенике Дж. (Ноябрь 2004 г.). «Эволюционно стабильная инфекция убивающего самцов эндосимбионта в Drosophila innubila: молекулярные данные из геномов хозяина и паразита». Генетика. 168 (3): 1443–55. Дои:10.1534 / генетика.104.027854. ЧВК  1448788. PMID  15579697.
  2. ^ Дженике Дж, Дайер К.А., Рид Л.К. (2003). «Внутрипопуляционная структура конкуренции и динамика волбахии-убийцы самцов». Исследования эволюционной экологии. 5 (7): 1023–36.
  3. ^ а б Дайер К.А., Яенике Дж. (Июль 2005 г.). «Эволюционная динамика пространственно структурированной ассоциации паразит-хозяин: Drosophila innubila и Wolbachia, убивающая самцов». Эволюция; Международный журнал органической эволюции. 59 (7): 1518–28. Дои:10.1554/04-666. PMID  16153037. S2CID  198154919.
  4. ^ а б c Хилл Т., Косева Б.С., Unckless RL (март 2019). «Геном Drosophila innubila обнаруживает специфичные для клонов образцы отбора в иммунных генах». Молекулярная биология и эволюция. 36 (7): 1405–1417. Дои:10.1093 / molbev / msz059. ЧВК  6573480. PMID  30865231.
  5. ^ а б c d Unckless RL, Jaenike J (март 2012 г.). «Поддержание самцов Wolbachia в Drosophila innubila с помощью зависимых от самцов убивающих и независимых механизмов самцов». Эволюция; Международный журнал органической эволюции. 66 (3): 678–689. Дои:10.1111 / j.1558-5646.2011.01485.x. PMID  22380432. S2CID  11559837.
  6. ^ а б c d е Дайер К.А., Минхас М.С., Дженике Дж. (Апрель 2005 г.). «Экспрессия и модуляция эмбрионального уничтожения самцов у Drosophila innubila: возможности для многоуровневого отбора». Эволюция; Международный журнал органической эволюции. 59 (4): 838–48. Дои:10.1554/04-527. PMID  15926693. S2CID  198159022.
  7. ^ Hill T, Unckless RL (январь 2018 г.). «Динамическая эволюция Drosophila innubila Nudivirus». Инфекция, генетика и эволюция. 57: 151–157. Дои:10.1016 / j.meegid.2017.11.013. ЧВК  5725240. PMID  29155284.
  8. ^ Хоффманн А.А., Монтгомери Б.Л., Поповичи Дж., Итурбе-Ормаетксе I, Джонсон П.Х., Муцци Ф., Гринфилд М., Дуркан М., Леонг Ю.С., Донг И., Кук Х., Аксфорд Дж., Каллахан А.Г., Кенни Н., Омодей К., Макгроу Э. Райан П.А., Ричи С.А., Турелли М., О'Нил С.Л. (август 2011 г.). «Успешное внедрение Wolbachia в популяциях Aedes для подавления передачи денге». Природа. 476 (7361): 454–7. Bibcode:2011Натура.476..454H. Дои:10.1038 / природа10356. PMID  21866160. S2CID  4316652.
  9. ^ Капобианко III Ф, Нандкумар С., Паркер Дж. Д. (сентябрь 2018 г.). «Wolbachia влияет на выживаемость при воздействии различных окислительных стрессоров в зависимости от генетического фона Drosophila melanogaster: Wolbachia и окислительный стресс». Физиологическая энтомология. 43 (3): 239–244. Дои:10.1111 / phen.12252.
  10. ^ Caragata EP, Rancès E, Hedges LM, Gofton AW, Johnson KN, O'Neill SL, McGraw EA (27.06.2013). Верник К.Д. (ред.). «Диетический холестерин модулирует блокировку патогенов Wolbachia». Патогены PLOS. 9 (6): e1003459. Дои:10.1371 / journal.ppat.1003459. ЧВК  3694857. PMID  23825950.
  11. ^ Чжан Г., Хусейн М., О'Нил С.Л., Асгари С. (июнь 2013 г.). «Wolbachia использует микроРНК хозяина для регулирования транскриптов метилтрансферазы, способствуя ингибированию вируса денге у Aedes aegypti». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 110 (25): 10276–81. Bibcode:2013PNAS..11010276Z. Дои:10.1073 / пнас.1303603110. ЧВК  3690878. PMID  23733960.
  12. ^ Webster CL, Waldron FM, Робертсон S, Crowson D, Ferrari G, Quintana JF, Brouqui JM, Bayne EH, Longdon B, Buck AH, Lazzaro BP, Akorli J, Haddrill PR, Obbard DJ (июль 2015 г.). «Открытие, распространение и эволюция вирусов, связанных с Drosophila melanogaster». PLOS Биология. 13 (7): e1002210. Дои:10.1371 / journal.pbio.1002210. ЧВК  4501690. PMID  26172158.
  13. ^ Хэнсон, Марк Остин; Леметр, Бруно; Unckless, Роберт Л. (2019). «Динамическая эволюция антимикробных пептидов подчеркивает необходимость компромисса между иммунитетом и экологической пригодностью». Границы иммунологии. 10: 2620. Дои:10.3389 / fimmu.2019.02620. ISSN  1664-3224. ЧВК  6857651. PMID  31781114.