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 Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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