Come fanno i batteri a dirottare lo sperma degli insetti?

I batteri rendono sterili gli insetti maschi a meno che la femmina non sia portatrice degli stessi batteri. Gli scienziati vogliono usarlo per combattere malattie virali come la dengue e Zika.

Malaria, febbre gialla, dengue, Zika e chikungunya lo sono Malattie trasmesse dalle zanzare Che provoca la morte di circa due milioni di persone ogni anno. Non c’è da stupirsi che i ricercatori stiano cercando freneticamente modi per eliminare gli agenti patogeni dal mondo. Questo può essere fatto con l’aiuto dei batteri Wolbachia bipintis I loro geni virali rendono sterili gli insetti maschi in determinate condizioni. Gli scienziati della Pennsylvania State University hanno scoperto e pubblicato alcuni dettagli aggiuntivi sull’ingegnoso meccanismo alla base di questo Scienze.

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Effetti strani

Innanzitutto, un po' di background. Wolbachia bipintis È un batterio presente in circa la metà di tutte le specie di insetti. Vive negli organi riproduttivi delle femmine e dei maschi e lì causa strani problemi. Ad esempio, ci sono vespe che producono prole femminile solo dopo l'infezione da batteri.

Nei moscerini della frutta e nelle zanzare maschi, i batteri sono in grado di manipolare lo sperma. Lo fa con l'aiuto di due geni virali Cif A e Cif B, che ha ricevuto una volta durante l'infezione con il profago virale WO.

Uova che non si schiudono

Come un uomo con Wolbachia Si accoppia con il suo sperma con una femmina che ha anche lei i batteri, ottenendo una riproduzione di successo. Pertanto, tutta la prole porta con sé il microbo. Ma le cose peggiorano quando lo stesso maschio fa questo a una femmina che non lo fa Wolbachia nei suoi organi riproduttivi.

Gli spermatozoi hanno più difficoltà a fecondare gli ovuli e gli ovuli fecondati che si sviluppano portano a: Uova che non si schiudono. In altre parole: i batteri rendono sterili le zanzare maschi, ma solo le femmine, non il microbo. In questo modo puoi Folkaccia Accelerandone la diffusione in tutta la comunità delle zanzare.

Rilascio di zanzare

C'è dell'altro. Perché un altro superpotere di Wolbachia È che diffonde la malattia che lo causa Virus a RNACome Zika e la febbre dengue. Le zanzare che trasportano batteri non trasmettono virus alle persone che mordono. Come ciò sia possibile è ancora sconosciuto.

Entrambe le caratteristiche eccezionali di Wolbachia – La sterilità controllata e il blocco della diffusione del virus – ovviamente ci fanno bene. Ora ci sono molti progetti in corso di attuazione in tutto il mondo (nell'ambito di… Programma globale contro le zanzare) dove vengono rilasciati sciami di zanzare portatrici dei batteri. La speranza è che in questo modo si riducano le malattie virali.

Trasformazione dello sperma

Questo per quanto riguarda lo sfondo. Gli attuali ricercatori, guidati da Rupinder Kaur e Seth Bordenstein, volevano sapere come farlo Wolbachia Manipola lo sperma nei moscerini della frutta. Si sono concentrati su una fase cruciale della produzione di sperma nei testicoli. In questa fase, il DNA viene confezionato nello spermatozoo e cambia forma; Dalla forma di canoa al famoso “girino”.

Geni del virus Cif A e Cif B Wolbachia Produrre proteine ​​che influenzano questa trasformazione degli spermatozoi. Utilizzando un microscopio e indicatori fluorescenti sulle proteine, i ricercatori hanno scoperto che lo sperma contenente i batteri – o le sole proteine ​​Cif – a quel punto subiva molti più danni al DNA.

Salva gli amici

Ma come fanno le proteine ​​CIF? Kaur, Bordenstein e colleghi hanno scoperto che tagliano lunghe molecole di RNA come forbici. Questo RNA specifico attiva altri geni necessari per la riparazione del DNA. Pertanto, i batteri interferiscono con la riproduzione degli insetti maschi paralizzando i geni importanti nella formazione dello sperma.

Questo spiega l'infertilità in questi maschi. Ma non è questo il motivo per cui tutto questo funziona anche per le donne che lo fanno Wolbachia avere. Sembra che i batteri presenti negli ovuli abbiano trovato il modo di “salvare” gli spermatozoi trasportati dai loro “amici”, in modo da garantirne la diffusione.

Note a margine

“Questo studio mostra magnificamente come due geni virali in un batterio che vive in un insetto possono influenzare la riproduzione dell'insetto”, afferma l'esperto di insetti Marcel Dicke dell'Università e ricerca di Wageningen. “Sembra uno Matrioskasempre una bambola più piccola all'interno della bambola che apri.

I ricercatori si aspettano che i loro risultati possano essere utilizzati per determinare Wolbachia Potrebbe essere utilizzato al meglio per controllare gli insetti nocivi, come Zika e le zanzare che trasportano la febbre dengue. “È un'idea interessante, ma devo fare un commento importante”, afferma Dickey. “Sebbene sia correlato alla stessa specie batterica che si trova in molte specie di insetti diverse, gli effetti di… Wolbachia bipintis Può essere molto diverso. Ad esempio, perché nel gioco ci sono diverse tribù.

E continua: “Inoltre, non è noto se le specie di insetti abbiano un impatto sulla vita dei batteri e sull'attività dei geni virali in essi incorporati”. “In sintesi, c'è ancora molta ricerca da fare per studiare i meccanismi dei geni virali nei batteri presenti nelle zanzare. Prima che possa essere applicata, è necessario studiare prima anche gli effetti ambientali.

fonti: Scienze, Pennsylvania tramite EurekAlert!