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 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.
Проблема непереносимости глютена затрагивает до 150 миллионов человек во всем мире. Единственный выход — полностью исключить этот компонент из рациона. Однако существующий безглютеновый хлеб практически не содержит белка и клетчатки, быстро повышает уровень сахара и черствеет. При этом существующие зарубежные рецептуры разработаны под импортное сырье и технологии, что не позволяет применять их к российскому сырью. Ученые Пермского Политеха разработали новые рецептуры безглютенового хлеба и исследовали влияние многокомпонентных мучных композиций и добавок на его качество. Они впервые в России создали смеси, в которых по сравнению с существующими отечественными аналогами в два-три раза больше белка и жиров, а углеводов — на 30-50 процентов меньше.
Международная группа ученых сопоставила тексты двух тысяч поп-хитов из США, Германии, Японии и Гонконга за 1970-2019 годы и обнаружила, что рост «я»-местоимений характерен исключительно для западных культур. Причем в странах Восточной Азии этот показатель остается низким.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
В нижних и верхних слоях Урана астрономы впервые зарегистрировали угарный газ и циановодород. Новые данные указали на то, что недра планеты могут быть значительно обогащены кислородом. Это открытие поможет разрешить давнюю загадку о том, сформировался ли Уран иначе, чем его ближайший сосед Нептун, или их образование шло по схожему сценарию.
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.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
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