Генетики научили бактерии кишечной микрофлоры пчел производить вещества, защищающие их хозяев от заражения вирусами и клещами.
Последние десятилетия пчелы переживают медленный геноцид. Их численность упала в разы из-за синдрома разрушения пчелиных семей, который связывают с действием целого ряда негативных факторов, включая культивацию сельскохозяйственных монокультур, использование пестицидов из класса неоникотинидов.
Но главными виновниками эпидемии считаются вирусы DWV, вызывающие деформацию крылышек, а также паразитические клещи варроа (Varroa destructor), поражающие жировое тело пчел и часто разносящие вирусы. Однако Нэнси Моран (Nancy Moran) и ее коллеги из Техасского университета в Остине, похоже, нашли метод, позволяющий сделать пчел невосприимчивыми к атакам клещей и вирусов.
Для этого они использовали бактерии, естественных представителей кишечной микрофлоры пчел, и модифицировали их геном, превратив микробы в защитников своих хозяев, смертельно опасных для паразитов. О своей работе ученые рассказывают в статье, опубликованной в журнале Science.
Авторы использовали способность РНК подавлять работу определенных генов. Известно, что эти молекулы служат посредниками, переносящими информацию от ДНК к рибосоме, где на основе РНК-матрицы синтезируется белок. Однако регуляторные малые РНК могут связываться с подходящей матричной РНК, «дезактивируя» ее и тем самым ингибируя экспрессию соответствующего гена. Такой процесс называется РНК-интерференцией, он находит все более широкое применение в науке и медицине, и в 2006 году за его изучение была вручена Нобелевская премия.
Американские генетики решили использовать интерферирующие РНК для подавления работы ключевых генов вирусов и клещей, вызывающих синдром разрушения пчелиных семей. Для производства нужных молекул необязательно вмешиваться в геном самих насекомых. В отличие от людей с нашей разнообразной и сложной диетой, питание пчел довольно ограничено, и микрофлора их кишечника не отличается разнообразием.
Человеческая кишечная микрофлора может включать сотни и тысячи разных видов бактерий, у пчел их всего шесть-восемь. Это позволяет считать, что новый метод легко «приживется» в популяциях по всему миру, хотя пока он опробован лишь в лаборатории, а полевые испытания еще предстоят.
Итак, авторы модифицировали симбиотические бактерии пчел Snodgrassella alvi, «научив» их массовому производству РНК, способных интерферировать с работой ряда ключевых генов, жизненно важных для DWV либо для варроа. ГМ-бактерии скармливали 20 подопытным насекомым перед тем, как подвергнуть их контакту с паразитами.
И действительно: при встрече с такими пчелами смертность среди клещей подскочила на 70 процентов, а смертность самих пчел от DWV оказалась на 37 процентов ниже, чем у насекомых, не имевших ГМ-микробов. Эксперименты показали, что такая защита держится не менее 15 дней — дольше мониторинг не велся. Более того, новые бактерии передавались во время кормления молодняку, что дает надежду на то, что такая защита может сохраняться из поколения в поколение.
