Скрытые партнеры: бактерии Symbiodolus обнаружены в различных отрядах насекомых
Ученые из Института химической экологии Макса Планка сообщают об открытии эндосимбионта Symbiodolus clandestinus, который живет внутри клеток насекомых как минимум шести отрядов. С помощью флуоресцентной гибридизации in situ они показали, что Symbiodolus присутствует на всех стадиях жизни и в тканях зараженных насекомых.
Симбионт в большом количестве обнаружен в репродуктивных органах взрослых самок, яйцах и личинках, что указывает на трансовариальную передачу. Взаимодействия с насекомыми-хозяевами пока не изучены, но Symbiodolus, вероятно, значительно влияет на сообщества насекомых и экосистемы. Исследование опубликовано в The ISME Journal.
Команда под руководством Мартина Кальтенпота впервые описала новый симбионт насекомых Symbiodolus clandestinus. Исследователи независимо обнаружили его у разных видов и, сопоставив данные в ДНК-базах, поняли, что нашли широко распространенный, но ранее не изученный подробно бактериальный симбионт.
С помощью секвенирования генома команда идентифицировала Symbiodolus у 23 изученных видов насекомых из шести разных отрядов, включая жуков, двукрылых, бабочек и блох. У зараженных видов симбионт был почти у всех особей, хотя его количество сильно варьировалось.
Используя метод флуоресцентной гибридизации in situ, ученые обнаружили, что Symbiodolus способен распространяться и проникать в клетки различных тканей насекомых. Особенно много бактерий было найдено в репродуктивных органах. Симбионт присутствовал на всех стадиях жизни, включая яйца, что подтверждает передачу от родителей потомству.
Анализ генома выявил у бактерий несколько секреторных систем (включая T1SS, T3SS, T6SS, а у некоторых — T4SS). Эти системы помогают транспортировать молекулы в клетку хозяина и контролировать биологические процессы.
«Впечатляет, сколько секреторных систем есть у симбионта. Мы подозреваем, что они играют важную роль в способности Symbiodolus колонизировать разных хозяев и проникать в их клетки», — говорит первый автор Юрген Вирц.
Кроме того, Symbiodolus может производить несколько аминокислот и витаминов, которые потенциально могут поставляться хозяевам, оказывая полезный эффект. При этом в ходе коэволюции с насекомыми бактерия, вероятно, утратила некоторые метаболические пути и зависит от хозяина в получении питательных веществ.
Хотя взаимодействия симбионта с хозяином еще не до конца понятны, Symbiodolus имеет потенциал дать ценные insights о природе симбиотических отношений.
«Если мы сможем показать, как Symbiodolus уклоняется от иммунной системы хозяина, проникает в клетки и передается потомству, и сравним эти стратегии с другими бактериями, мы лучше поймем, как бактерии могут формировать долгосрочные партнерства с насекомыми», — объясняет Кальтенпот.
«Это был бы важный шаг к пониманию эволюционного происхождения и успеха симбиозов между насекомыми и микроорганизмами».