Дрозофила неотестацеа
Виды мух

Дрозофила неотестацеа
Самка Drosophila neotestacea на пластинках гриба Agaricus .
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Эукариоты
Королевство:Анималия
Тип:Членистоногие
Сорт:Насекомые
Заказ:Двукрылые
Семья:Дрозофилиды
Подсемейство:Дрозофилины
Род:Дрозофила
Подрод:Дрозофила
Группа видов :панцирные
Разновидность:
D. неотестацеа
Биномиальное имя
Дрозофила неотестацеа
Гримальди, Джеймс и Джанике, 1992 [1]

Drosophila neotestacea является представителем группы видов панцирных дрозофил . [2] Виды панцирных мушек — это специализированные плодовые мушки, которые размножаются на плодовых телах грибов. Эти мухи выбирают для размножения психоактивные грибы ,такие как мухомор Amanita muscaria . [3] Drosophila neotestacea можно найти в умеренных регионах Северной Америки, от северо-востока США до западной Канады. [4]

Иммунитет

Препарированная дрозофила , зараженная нематодами Howardula aoronymphium

Drosophila neotestacea и другие грибоводческие Drosophila были тщательно изучены на предмет их взаимодействия с паразитами нематод Howardula , в частности Howardula aoronymphium . В отличие от родственных видов, D. neotestacea стерилизуется инфекцией H. aoronymphium . Генетическая основа этой восприимчивости неизвестна и зависит от нематод. Например, родственный вид Howardula из Японии не стерилизует D. neotestacea , хотя европейские и североамериканские виды Howardula стерилизуют. Более того, родственный Drosophila orientacea устойчив к заражению европейскими нематодами Howardula , но восприимчив к японским нематодам Howardula . [5] Соответственно, заражение нематодами сильно подавляет гены, участвующие в развитии яиц. [6] Сравнение D. neotestacea и устойчивых к нематодам членов группы видов Testacea может помочь разделить взаимодействия генетики иммунитета мух и генетики паразитизма нематод.

Первоначально обнаруженные у D. neotestacea , грибоядные мухи обычно заражаются трипаносоматидным паразитом Jaenimonas drosophilae . [7]

Основные пути врожденного иммунитета Drosophila обнаружены у D. neotestacea , однако антимикробный пептид Diptericin B был утрачен. [8] Эта потеря Diptericin B также характерна для родственных Drosophila testacea и Drosophila guttifera , но не для также родственной Drosophila innubila . Таким образом, эти события потери, по-видимому, были независимыми, что предполагает, что Diptericin B активно отбирается у этих видов; действительно, Diptericin B сохраняется у всех других видов Drosophila. [9] Также кажется, что неродственные плодовые мушки Tephritid независимо получили ген Diptericin, поразительно похожий на ген Diptericin B Drosophila . Подобно мухам, питающимся грибами, эти Tephritid также имеют неплодоядную подлинию , которая аналогичным образом утратила ген Diptericin B Tephritid. Эти эволюционные закономерности в разведении грибов у дрозофилы и других плодовых мушек предполагают, что эффекторы иммунной системы (например, антимикробные пептиды) напрямую формируются экологией хозяина. [9]

Симбиоз

Грибные участки заражены нематодами и другими естественными врагами

Drosophila neotestacea может содержать бактериальных симбионтов, включая Wolbachia и, в частности, Spiroplasma poulsonii . Штамм S. poulsonii D. neotestacea распространился на запад по всей Северной Америке из-за селективного давления, оказываемого стерилизующим нематодным паразитом Howardula aoronymphium . [4] В то время как S. poulsonii можно обнаружить у других видов Drosophila , штамм D. neotestacea уникален тем, что защищает своего хозяина от заражения нематодами. Как и другие штаммы S. poulsonii , штамм D. neotestacea также защищает своего хозяина от заражения паразитическими осами. [10]

Механизм, посредством которого S. poulsonii защищает мух от нематод и паразитических ос, основан на наличии токсинов, называемых белками инактивации рибосом (RIP), похожих на сарцин или рицин . [11] [12] Эти токсины разрезают консервативную структуру в рибосомной РНК, в конечном итоге изменяя нуклеотидную последовательность в определенном месте. Это оставляет след атаки RIP в РНК нематод и ос. Spiroplasma poulsonii, вероятно, избегает повреждения своей мухи-хозяина, перенося специфичные для паразита комплементы токсинов RIP, закодированные на бактериальных плазмидах. Это позволяет генам токсинов RIP легко перемещаться между видами путем горизонтального переноса генов , поскольку RIP спироплазмы D. neotestacea являются общими для Spiroplasma других грибоядных мух, таких как Megaselia nigra . [13]

Эгоистичные генетические элементы

Группа видов Testacea используется в популяционной генетике для изучения искажающих соотношение полов «эгоистичных» или «приводящих» X-хромосом. Эгоистичные X-хромосомы смещают потомство самцов таким образом, что отцы производят только дочерей. Это увеличивает распространение эгоистичной X-хромосомы, поскольку сперма, несущая Y-хромосому, никогда не передается. В диких популяциях до 30% особей D. neotestacea могут иметь эгоистичную X-хромосому. Распространение эгоистичной X-хромосомы D. neotestacea ограничено климатическими факторами, прогнозируемыми суровостью зимы. Таким образом, на ее частоту в дикой природе может влиять продолжающееся изменение климата . [14] Механизм привода X-хромосомы может быть связан с дупликацией гена импортина, типа ядерного транспортного белка. [15]

Часто эгоистичные Х-хромосомы подавляют генетическую рекомбинацию во время мейоза. Этот процесс поддерживает генные кластеры, которые способствуют драйву Х-хромосомы, но также может привести к накоплению вредных мутаций через процесс, известный как храповик Мюллера . Эгоистичная Х-хромосома D. neotestacea подавляет рекомбинацию в лабораторных условиях, но иногда рекомбинация происходит в дикой природе, о чем свидетельствуют рекомбинантные генетические регионы у пойманных в дикой природе мух. [16] Другие виды Testacea несут эгоистичные Х-хромосомы, что ставит вопрос о том, сыграл ли драйв Х-хромосомы роль в видообразовании группы Testacea. [17] По крайней мере одна эгоистичная Х-хромосома у мух группы Testacea достаточно старая, чтобы присутствовать у последнего общего предка Drosophila testacea и Drosophila orientacea . [18]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Гримальди, Дэвид; Джеймс, Авис С.; Джаенике, Джон (1992). «Систематика и способы репродуктивной изоляции в голарктической группе видов Drosophila testacea (Diptera: Drosophilidae)». Анналы энтомологического общества Америки . 85 (6): 671– 685. doi :10.1093/aesa/85.6.671.
  2. ^ Jaenike, John; Stahlhut, Julie K.; Boelio, Lisa M.; Unckless, Robert L. (2010). «Ассоциация между Wolbachia и Spiroplasma в Drosophila neotestacea: возникающий симбиотический мутуализм?». Молекулярная экология . 19 (2). США: 414– 425. doi : 10.1111/j.1365-294X.2009.04448.x . PMID  20002580.
  3. ^ Jaenike, John (1978). «Выбор хозяина микофагом-дрозофилой». Ecology . 59 (6): 1286– 1288. doi :10.2307/1938245. JSTOR  1938245.
  4. ^ ab Jaenike, J.; Unckless, R.; Cockburn, SN; Boelio, LM; Perlman, SJ (2010). «Адаптация через симбиоз: недавнее распространение защитного симбионта дрозофилы». Science . 329 (5988): 212– 215. Bibcode :2010Sci...329..212J. doi :10.1126/science.1188235. PMID  20616278. S2CID  206526012.
  5. ^ Перлман, Стив Дж.; Джейнике, Джон (2003). «Успешное инфицирование новых хозяев: экспериментальное и филогенетическое исследование нематод-паразитов дрозофилы». Эволюция . 57 (3): 544–557 . doi : 10.1111/j.0014-3820.2003.tb01546.x . PMID  12703944. S2CID  20459223.
  6. ^ Гамильтон, Финеас Т.; Леонг, Йонг С.; Куп, Бен Ф.; Перлман, Стив Дж. (2014). «Транскрипционные ответы в защитном симбиозе дрозофилы ». Молекулярная экология . 23 (6): 1558–1570 . doi :10.1111/mec.12603. hdl : 1828/8389 . PMID  24274471.
  7. ^ Гамильтон, Финеас Т.; Вотыпка, Ян; Досталова, Анна; Юрченко Вячеслав; Берд, Натан Х.; Лукеш, Юлиус; Леметр, Бруно; Перлман, Стив Дж. (2015). «Динамика инфекции и иммунный ответ в недавно описанной ассоциации дрозофилы-трипаносоматид». мБио . 6 (5): e01356-15. doi : 10.1128/mBio.01356-15. ПМК 4600116 . ПМИД  26374124. 
  8. ^ Hanson MA, Hamilton PT, Perlman SJ (октябрь 2016 г.). «Иммунные гены и дивергентные антимикробные пептиды у мух подрода Drosophila». BMC Evolutionary Biology . 16 (1): 228. doi : 10.1186/s12862-016-0805-y . PMC 5078906. PMID  27776480 . 
  9. ^ ab Hanson, Mark Austin; Lemaitre, Bruno; Unckless, Robert L. (2019). «Динамическая эволюция антимикробных пептидов подчеркивает компромиссы между иммунитетом и экологической приспособленностью». Frontiers in Immunology . 10 : 2620. doi : 10.3389/fimmu.2019.02620 . ISSN  1664-3224. PMC 6857651. PMID 31781114  . 
  10. ^ Хаселькорн, Тамара С.; Джанике, Джон (2015). «Макроэволюционная персистенция наследуемых эндосимбионтов: приобретение, сохранение и выражение адаптивных фенотипов у спироплазмы ». Молекулярная экология . 24 (14): 3752– 3765. doi :10.1111/mec.13261. PMID  26053523.
  11. ^ Гамильтон, Финеас Т.; Пэн, Фанни; Буланже, Мартин Дж.; Перлман, Стив Дж. (2016). «Белок, инактивирующий рибосому в защитном симбионте дрозофилы». Труды Национальной академии наук . 113 (2): 350–355 . Bibcode : 2016PNAS..113..350H. doi : 10.1073/pnas.1518648113 . PMC 4720295. PMID  26712000. 
  12. ^ Баллингер, Мэтью Дж.; Перлман, Стив Дж. (2017). «Общность токсинов в защитном симбиозе: белки, инактивирующие рибосомы, и защита от паразитических ос у дрозофилы». PLOS Pathogens . 13 (7): e1006431. doi : 10.1371/journal.ppat.1006431 . PMC 5500355. PMID  28683136 . 
  13. ^ Ballinger, Matthew J.; Gawryluk, Ryan MR; Perlman, Steve J. (2019). «Токсин и эволюция генома в защитном симбиозе дрозофилы». Genome Biology and Evolution . 11 (1): 253–262 . doi : 10.1093/gbe/evy272 . PMC 6349354. PMID  30576446 . 
  14. ^ Дайер, Келли А. (2012). «Локальный отбор лежит в основе географического распределения полового влечения у Drosophila Neotestacea». Эволюция . 66 (4): 973–984 . doi : 10.1111/j.1558-5646.2011.01497.x . PMID  22486683. S2CID  17513583.
  15. ^ Pieper, Kathleen E.; Unckless, Robert L.; Dyer, Kelly A. (2018). «Быстро эволюционирующий X-сцепленный дубликат импортина-α2 сверхэкспрессируется при половом соотношении у Drosophila neotestacea». Молекулярная экология . 27 (24): 5165– 5179. doi :10.1111/mec.14928. PMC 6312747. PMID  30411843 . 
  16. ^ Pieper, KE; Dyer, KA (2016). «Случайная рекомбинация эгоистичной X-хромосомы может обеспечить ее сохранение на высоких частотах в дикой природе». Journal of Evolutionary Biology . 29 (11): 2229– 2241. doi :10.1111/jeb.12948. PMC 5089913. PMID  27423061 . 
  17. ^ Keais, GL; Hanson, MA; Gowen, BE; Perlman, SJ (2017). «Драйв X-хромосомы у широко распространенной палеарктической лесной мухи Drosophila testacea». Журнал эволюционной биологии . 30 (6): 1185–1194 . doi : 10.1111/jeb.13089 . PMID  28402000.
  18. ^ Keais, GL (2018). Драйв X-хромосомы у Drosophila testacea (диссертация).
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Drosophila_neotestacea&oldid=1188021882"