Российские ученые раскрыли секрет гибридного иммунитета дрозофилы

У фруктовых мушек врожденная защита организма имеет два пути. Ученые заражали насекомых разными патогенами, чтобы посмотреть, как будут работать компоненты иммунитета.

Данные об иммунитете мушек могут оказаться полезными для общих представлений о развитии защитных функций у животных

Источник: Unsplash

Исследователи из Института биологии гена Российской академии наук раскрыли удивительную способность иммунной системы мухи дрозофилы комбинировать разные механизмы защиты против патогенов.

Оказалось, что при атаке грамположительных бактерий и грибов насекомое может одновременно активировать два сигнальных пути иммунного ответа — Toll и IMD, что значительно усиливает защиту. Это открытие, поддержанное грантом Российского научного фонда и опубликованное в Journal of Invertebrate Pathology, поможет разработать новые методы борьбы с сельскохозяйственными вредителями.

Дрозофилы могут использовать не только Toll-путь, но и IMD-путь для создания гибридного иммунного ответа

Источник: Соцсети

У дрозофилы, как и у других насекомых, есть два основных пути врожденного иммунитета. Toll-путь активируется в ответ на грамположительные бактерии, такие как Micrococcus luteus, и грибы. IMD-путь реагирует на грамотрицательные бактерии, например Escherichia coli. Оба пути приводят к выработке антимикробных пептидов, но используют разные регуляторные белки: Toll — белки Dif/Dorsal, а IMD — белок Relish.

Долгое время считалось, что эти пути работают изолированно. Однако новое исследование показало, что некоторые патогены могут запускать оба механизма одновременно, создавая «гибридный» иммунный ответ.

Иллюстрация моделирования активации врожденного иммунного ответа в культуре клеток S2 и у взрослой мухи. А) Контрольная линия S2 клеток, Б) S2 клетки после добавления Micrococcus luteus, В) Инструмент для заколки мух, Г) Муха, зараженная Micrococcus luteus, под наркозом

Источник: Заур Качаев

Ученые использовали культуру клеток S2 (аналог макрофагов дрозофилы) и взрослых мух, заражая их разными патогенами. В исследовании участвовали M. luteus и Bacillus subtilis, E. coli, а также грибы Metarhizium anisopliae.

Результаты показали, что при заражении M. luteus активировался не только Toll-путь, но и IMD-путь. Это привело к значительному усилению иммунного ответа. Когда исследователи искусственно подавили белок Relish, IMD-ответ практически исчез, что подтвердило его ключевую роль в этом процессе.

Особый интерес вызвало поведение M. luteus — эта бактерия вызывала наиболее сильную активацию белка Relish. Аналогичный эффект наблюдался и у взрослых дрозофил, что подтвердило: гибридный иммунный ответ — не артефакт лабораторных условий, а реальный механизм защиты.

Коллектив ученых, занимавшихся изучением иммунитета дрозофил

Источник: РНФ

«Определенные патогены могут переключаться между путями, демонстрируя гибкость иммунной системы. Мы также обнаружили, что белок SAYP (аналог человеческого PHF10) играет ключевую роль в этом процессе», — рассказал руководитель исследования Заур Качаев.

Иммунные пути дрозофилы консервативны — похожие механизмы есть у других насекомых и даже млекопитающих. Это дает новые подсказки о том, как развивался врожденный иммунитет.

Ранее Наука Mail рассказывала, что алкоголь сделал самцов мушек более привлекательными для самок.