Иммунная система насекомых оказалась умнее, чем думали ученые
Ученые обнаружили сложную систему молекулярных механизмов, отвечающих за иммунный ответ дрозофилы на различные патогены. Выяснилось, что при заражении грамположительными бактериями и грибами, которые обычно активируют только сигнальный путь Toll, клетки насекомого способны дополнительно задействовать IMD-путь. Такой комбинированный механизм позволяет усилить защиту против патогенов, которые одновременно могут запускать оба пути — IMD и Toll. Эти данные будут полезны для разработки новых стратегий борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Invertebrate Pathology. Иммунный ответ насекомых на патогены, например бактерии и микроскопические грибы, задействует два сигнальных пути — IMD и Toll. Молекулярные механизмы этих путей различаются архитектурой сигнальных каскадов, то есть молекулами, вовлеченными в ответ. Так, оба пути приводят к активации генов антимикробных пептидов, которые обеспечивают защиту насекомого, но в случае IMD-пути в активации участвует регуляторный белок Relish, а в случае Toll-пути — белки Dif и Dorsal.
При этом обычно Toll-путь активируется в ответ на грамположительные (с толстой клеточной стенкой и без наружной мембраны) бактерии, а IMD-путь — при заражении грамотрицательными (с тонкой клеточной стенкой и дополнительной наружной мембраной) бактериями, однако пути могут комбинироваться. Механизмы, с помощью которых патогены запускают перекрестную активацию IMD- и Toll-путей, до сих пор остаются предметом научных дискуссий.
Ученые из Института биологии гена РАН (Москва) впервые подробно исследовали молекулярные механизмы перекрестной активации путей IMD и Toll. Для этого авторы использовали макрофагоподобную культуру клеток Шнайдера (S2) дрозофилы. Они служат удобным инструментом в молекулярной биологии, поскольку в них можно моделировать активацию множества сигнальных путей, включая врожденный иммунный ответ.
Линию клеток S2 дрозофилы обрабатывали культурами различных патогенов: грамотрицательной бактерией Escherichia coli, грамположительными бактериями Micrococcus luteus и Bacillus subtilis, а также спорами гриба Metarhizium anisopliae. Эти виды выбрали потому, что они являются характерными представителями микроорганизмов с различной структурой клеточных стенок, что позволяет комплексно исследовать активацию различных иммунных путей у дрозофилы.
В экспериментах перекрестная активация IMD и Toll-путей проявлялась в значительном усилении работы IMD-зависимых генов антимикробных пептидов и активном вовлечении в их регуляцию белка Relish. Чтобы дополнительно убедиться в роли белка Relish, авторы подавили работу гена, который его кодирует. Это привело к резкому снижению активности генов антимикробных пептидов. Наиболее выраженные эффекты наблюдались при обработке клеток S2 грамположительной бактерией Micrococcus luteus. Авторы предполагают, что такая специфичность может объясняться либо штамм-зависимыми особенностями Micrococcus luteus, либо уникальной структурой одного из компонентов ее клеточной стенки, которая отличается от таковой у других грамположительных бактерий.
«Наши исследования показывают, что определенные патогены способны не только значительно активировать свои собственные сигнальные пути, но и переключаться на другие. Это указывает на то, что иммунная система насекомых обладает большей гибкостью, чем предполагалось в предыдущих исследованиях. Кроме того, мы уже подтвердили, что аналогичная перекрестная активация наблюдается и у взрослых особей дрозофилы. Результаты этой работы мы планируем в скором времени опубликовать.
Сейчас на примере дрозофилы мы продолжаем изучать вклад разных высококонсервативных регуляторных белков в формирование врожденного иммунного ответа. В частности, полученные нами данные указывают на то, что белок SAYP, гомолог которого есть у человека (PHF10), играет ключевую роль в иммунной защите насекомых», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Заур Качаев, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории молекулярной организации генома Института биологии гена РАН.
Кроме того, авторы планируют исследовать взаимосвязь врожденного иммунного ответа с другими сигнальными путями насекомых. В частности, научный коллектив недавно установил связь иммунного ответа с гормональной системой. Исследователи продемонстрировали, что преактивация гормональной системы критически важна для эффективной иммунной защиты насекомых от грамположительных бактерий.
Благодаря сходству в работе иммунной системы у разных насекомых, полученные данные можно использовать для исследования других видов. Это позволит лучше подбирать генетические или фармакологические технологии для борьбы с различными вредителями в сельском хозяйстве, минимизируя потенциально негативное влияние на конечный продукт, например культуры растений.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно