«За последнее десятилетие популяции медоносных пчел в Северном полушарии понесли серьезные и постоянные потери, в основном из-за воздействия патогенов, таких как грибы и вирусы», — сказал Винсент Дублет, научный сотрудник Университета Эксетера. «Выявленные нами гены открывают новые возможности для создания популяций медоносных пчел, устойчивых к этим патогенам».По словам исследователей, недавние достижения в области секвенирования ДНК побудили к многочисленным исследованиям генов, участвующих в реакции медоносных пчел на патогены.
Тем не менее, до сих пор это огромное количество данных было слишком громоздким и своеобразным, чтобы выявить общие закономерности иммунитета медоносных пчел.«Хотя во многих исследованиях использовались геномные подходы, чтобы понять, как пчелы реагируют на вирусы и паразиты, было трудно сравнивать эти исследования, чтобы найти основные гены и пути, которые помогают пчелам бороться со стрессорами», — сказала заслуженный профессор энтомологии Кристина Грозингер. , Штат Пенсильвания. «Наша команда создала новый инструмент биоинформатики, который позволил нам интегрировать информацию из 19 различных наборов геномных данных для определения ключевых генов, участвующих в реакции медоносных пчел на болезни».В частности, группа из 28 исследователей, представляющих восемь стран, создала новый статистический метод, названный направленным анализом рангового продукта.
Этот метод позволил им идентифицировать гены, которые были одинаково экспрессированы в 19 наборах данных, а не только гены, которые были экспрессированы больше, чем другие в наборе данных.Ученые обнаружили, что к этим аналогичным образом экспрессируемым генам относятся, среди прочего, те, которые кодируют белки, ответственные за реакцию на повреждение тканей патогенами, и те, которые кодируют ферменты, участвующие в метаболизме углеводов из пищи.
Они предположили, что снижение углеводного обмена может иллюстрировать стоимость инфекции для организма. Исследователи сообщают о своих выводах в BMC Genomics.«Считалось, что медоносные пчелы совершенно по-разному реагируют на различные болезнетворные организмы, но мы узнали, что они в основном полагаются на основной набор генов, которые они включают или выключают в ответ на любую серьезную патогенную проблему», — сказал Роберт Пакстон, профессор зоологии, Немецкий центр интегративных исследований биоразнообразия. «Теперь мы можем изучить физиологические механизмы, с помощью которых патогены побеждают своих хозяев — медоносных пчел, и как медоносные пчелы могут бороться с этими патогенами».
Значение результатов не ограничивается медоносными пчелами. Команда обнаружила, что основные гены являются частью консервативных путей — это означает, что они поддерживаются на протяжении всей эволюции среди насекомых и, следовательно, являются общими для других насекомых.
Согласно Дублету, это означает, что гены предоставляют важные знания для понимания взаимодействия патогенов с другими насекомыми, такими как шмели, и для использования патогенов для борьбы с насекомыми-вредителями, такими как тля и некоторые виды моли.«Этот анализ обеспечивает беспрецедентное понимание механизмов, лежащих в основе взаимодействия между насекомыми и их патогенами», — сказал Даблет. «С помощью этого анализа мы составили список генов, которые, вероятно, станут важным источником для будущих функциональных исследований, для разведения более устойчивых популяций медоносных пчел и для борьбы с возникающими болезнями пчел».