Полученные данные могут помочь ученым разработать методы лечения медоносных пчел, адаптированные к конкретным типам инфекций. «Наши результаты показывают, что разные наборы генов используются в иммунных ответах на вирусы по сравнению с другими патогенами, и эти антивирусные гены регулируются двумя очень разными процессами — экспрессией и метилированием ДНК», — сказал Дэвид Гэлбрейт, аспирант кафедры энтомологии. Penn State. Результаты будут опубликованы в сегодняшнем (26 марта) выпуске журнала PLOS Pathogens.
По словам Кристины Грозингер, директора Центра исследований опылителей штата Пенсильвания, пчеловоды теряют в среднем 30 процентов своих семей каждую зиму и в среднем 25 процентов летом.«У медоносных пчел более 20 типов вирусов, и некоторые из них были связаны с гибелью семей медоносных пчел», — сказала она. «Тем не менее, пчеловоды в настоящее время не имеют каких-либо коммерчески доступных методов борьбы с вирусными инфекциями». С целью выяснить, какие гены увеличивают или уменьшают свою активность в ответ на присутствие вирусов, исследователи измерили уровни экспрессии всех генов в геноме медоносной пчелы как у инфицированных, так и у неинфицированных пчел. Они обнаружили, что путь РНКи имеет повышенную активность и, следовательно, вероятно, является важным антивирусным иммунным путем у пчел.
«Предыдущие исследования предполагали, что путь РНКи участвует в противовирусных иммунных реакциях у пчел, но мы показали, что уровни экспрессии многих генов этого пути значительно выше у инфицированных вирусом пчел», — сказал Грозингер. «Путь RNAi помогает разрезать и разрушать вирусную РНК, чтобы она не была заразной». По словам Грозингера, ученые и пчеловоды все больше интересуются использованием подходов РНКи для борьбы с вирусами и паразитами в сельскохозяйственных культурах и в семьях медоносных пчел.
«Нам нужно будет убедиться, что любые искусственные РНКи не мешают естественным механизмам антивирусной РНКи у медоносных пчел», — сказал Грозингер. В дополнение к изучению экспрессии генов у инфицированных вирусом пчел по сравнению с неинфицированными медоносными пчелами, исследователи также просканировали ДНК медоносной пчелы на предмет дополнительных меток метилирования, которые могли быть добавлены или удалены из генов инфицированных вирусом пчел.Команда обнаружила, что вирусные инфекции действительно изменяют характер метилирования ДНК у медоносных пчел, причем в совершенно другом наборе генов, нежели те, которые находятся в пути РНКи.
По словам Грозингера, многие из этих дифференциально метилированных генов также участвуют в противовирусных реакциях у млекопитающих, но ранее они не были связаны с противовирусными реакциями у насекомых.«Мы обнаружили, что между дифференциально экспрессируемыми и дифференциально метилированными генами было очень мало совпадений, что свидетельствует о двойных геномных путях ответа на вирусную инфекцию», — сказал Гэлбрейт. «Впервые мы охарактеризовали как глобальную экспрессию генов, так и паттерны метилирования ДНК, связанные с острой вирусной инфекцией у медоносных пчел. Мы подтвердили, что путь РНКи, который наблюдался у других насекомых, также является механизмом противовирусной защиты у медоносных пчел. . И впервые мы наблюдали изменения в паттернах метилирования ДНК в ответ на вирусную инфекцию у медоносных пчел ».