2020年2月11日

工程菌可保护大发手游健康

乍看上去

  • 大发手游中天然发现的细菌经过精心设计,可帮助大发手游抵抗已经破坏殖民地的感染。
  • 在野外的蜂箱中测试工程菌之前,需要进行更多的研究。
大发手游与Varroa螨 大发手游,背面有Varroa螨。螨虫导致蜂群死亡和疾病。 美国农业部Scott Bauer

大发手游对全世界的农业至关重要。大约三分之一的农作物和大多数开花植物需要授粉媒介(例如大发手游)才能繁殖。最近,对大发手游健康的几种威胁增加了菌落崩溃的发生率,大多数蜂巢中的大发手游突然消失了。

一个主要的威胁来自一种叫做的寄生螨 瓦罗亚破坏者。这些螨虫以大发手游为生,并刺穿身体,以脂肪细胞为食。单独的寄生虫可以伤害或杀死大发手游。但是,当螨虫进食时,它们也可以将致命的病毒称为变形翅病毒(DWV)传递给大发手游。

一起,这两种病原体被认为是菌落崩溃的主要贡献者。可以用杀虫剂处理荨麻疹以杀死螨虫并保护大发手游,但是螨虫会迅速对此类化学物质产生抵抗力。农药也会污染蜂蜜。

作为替代策略,研究人员尝试将双链RNA(dsRNA)引入蜂群。这种类型的RNA是由病毒(包括DWV)产生的。当昆虫免疫系统遇到dsRNA时,它们会通过攻击相似的RNA序列做出反应。这种免疫反应可能会杀死整个大发手游体内的病毒。

但是,过去尝试使用此策略的尝试被证明是昂贵且短暂的。由博士候选人肖恩·伦纳德(Sean Leonard)和博士领导的团队进行的新研究。德克萨斯大学的杰弗里·巴里克(Jeffrey Barrick)和南希·莫兰(Nancy Moran)探索了一种改进dsRNA的使用方法来保护大发手游免受病原体侵害的方法。

研究人员设计了一种在正常大发手游微生物组中发现的细菌,以产生与DWV或DWV匹配的dsRNA。 瓦罗亚 螨。在将细菌重新引入小群大发手游后,研究小组测试了大发手游是否能够更好地抵抗病原体的感染。这项工作部分由美国国立卫生研究院的国立普通医学科学研究所(NIGMS)资助。结果发表于2020年1月31日, 科学.

两只螨虫瓦罗亚螨的特写镜头。 美国农业部Scott Bauer

研究人员成功地通过食物将工程菌重新引入了大发手游,并证明了肠道产生的dsRNA会传播到大发手游身体的其他部位。他们还表明,它可以引起大发手游的免疫反应。

该团队接下来测试了携带针对DWV基因组不同部分的dsRNA的细菌。当它们随后注射DWV病毒时,用其中一种dsRNA暴露于细菌会大大提高大发手游的存活率。

在另一组实验中,研究小组对细菌进行了改造,以从中产生dsRNA。 瓦罗亚 螨基因组,并将细菌重新引入大发手游。什么时候 瓦罗亚 螨虫以大发手游为食,将细菌中的dsRNA带入自己的体内。然后,这种dsRNA触发了螨虫的免疫系统攻击自己的细胞。饲喂携带有工程菌的大发手游的螨虫比没有保护性小虫的大发手游杀死的螨虫死亡更快。

伦纳德说:“这是第一次有人通过基因改造微生物组来改善大发手游的健康。”

在将细菌引入野外蜂箱之前,还需要进行更多研究,包括测试工程菌如何传播以及工程基因是否可以传给其他类型的细菌。

—莎朗·雷诺兹(Sharon Reynolds)

相关链接

参考文献: 工程共生体可以激活大发手游的免疫力并限制病原体。 伦纳德(Leonard SP),鲍威尔(Powell)JE,佩鲁特卡(Perutka J),耿(Peng),赫克曼(Heckmann LC),霍拉克(Horak)RD,戴维斯(Davies)BW,埃林顿(Ellington),巴里克(Barrick),莫兰(NA)。 科学。 2020年1月31日; 367(6477):573-576。 doi:10.1126 / science.aax9039。 Epub 2020 Jan30。PMID:32001655。

资金: 美国国立卫生研究院国家普通医学研究所(NIGMS);国防高级研究计划局