ЛОГРОНО, 4 (EUROPA PRESS)
Міжнародна група вчених, в якій бере участь дослідник Університету Ла-Ріоха Міодраг Грбіч, виявила ген від грибків, який дозволяє червоному павуку перезимувати, роблячи його глобальним шкідником, здатним протистояти холодним зимам.
Цей висновок, можливий завдяки інноваційній технології геномного аналізу, розробленій "Консорціумом" Червоний павук "під керівництвом Грбіча, опублікований у науковому журналі" Праці Національної академії наук "(PNAS).
Для такої комахи, як павутинний кліщ (Tetranychus urticae), життєво необхідна можливість перезимувати. Коли приходять низькі температури, тварини, які не в змозі це зробити, піддаються. Чума цього кліща, що складається з особин розміром з кому, масово вражає десятки посівів, завдаючи шкоди на суму 1000 мільйонів євро на рік.
Ключ до цієї здатності до зимового сну виявив група вчених з різних країн (Бельгія, Нідерланди, США, Греція, Канада та Іспанія), в тому числі Міодраг Грбіч, науковий співробітник Університету Ла-Ріохи (UR) в Інституті винограду та виноробства (ICVV, спільний інститут УР, уряд Ла-Ріохи та CSIC), а також в Університеті Західного Онтаріо (Канада).
Що це за ключ? Для досягнення зимової сплячки павутинний кліщ продемонстрував незвичну здатність синтезувати каротиноїди завдяки гену від грибів, що дозволяє йому - на кінці ланцюга сигналів, що викликають сплячку - виробляти антифризні білки, які допомагають йому виживати при низьких температурах. Це велика знахідка професора Грбіча та його команди.
Каротиноїди - це молекули, присутні в різних організмах з різними функціями (включаючи захист від окисного стресу, процеси зору та вироблення кольору). Рослини, бактерії та гриби можуть виробляти їх автономно (завдяки своїм генетичним системам), тоді як тварини, які не можуть їх синтезувати, отримують їх опосередковано через свій раціон, через харчування.
Використовуючи найсучасніші методи геномного аналізу, створені "Консорціумом Червоного павука" під керівництвом Грбіча, вчені виявили в геномі цього кліща ген від грибів, що дозволяє синтезувати каротиноїди. Невідомо, як павутинний кліщ придбав ці гени, які, як вважають, також відповідають за червоний колір, від якого походить його назва, серед інших функцій.
Типовий червонуватий колір цього павука відсутній у осіб, ізольованих в лабораторіях Нідерландів та Японії, де різні мутації утворюють кліща альбіноса. Цей мутантний кліщ не може впадати в сплячку, входячи в діапаузу, що є фізіологічним станом спокою у комах. Ця здатність павутинного кліща до діапаузи та сплячки відіграє фундаментальну роль у глобальному розповсюдженні цього шкідника.
У довідковій статті (Порушення горизонтально перенесеної фітоєн-десатурази скасовує накопичення каротиноїдів та діапаузу у Tetranychus urticae), опублікованій у журналі PNAS, дослідники пояснюють, як вони використовували метод, який називається "об'ємний сегрегантний аналіз", щоб нанести на карту мутацію в генах, використовуючи генетичні схрещування між нормальним павуком та мутантним павуком.
Ця техніка в поєднанні з секвенуванням геному та біоінформативним аналізом людей дозволила їм знайти точне місце, де геном мутує.
Дослідження показали, що геном, за допомогою якого павутинний кліщ стає мутантним альбіносом, є фітоендесатураза, перенесена горизонтально в геном павутинного кліща і виникла в грибах. Під час експериментів особи, які мутували з цим геном, піддавшись відповідним умовам для проникнення в діапаузу, не змогли цього зробити, тоді як звичайні зразки червоних павуків були.
Дослідники роблять висновок, що це ген, який контролює здатність павутинного кліща зимувати, дозволяючи йому виживати в регіонах, де низькі зимові температури заважають йому знаходити їжу та виживати. Таким чином, підсумовує Грбіч, "набуття генів грибів червоним павуком шляхом горизонтального перенесення дозволило цьому шкіднику отримати глобальне поширення".
Це відкриття відкриває можливі стратегії боротьби з чумою за допомогою прийомів глушіння генів, які все ще вивчаються. Наступного жовтня «Консорціум Червоного павука» планує провести конгрес в Логроньо, на якому він продовжить поглиблювати передову технологію секвенування геномів, створену Грбичем, що дозволило досягти цього високого рівня роздільної здатності та генетичного аналізу.
Міжнародний консорціум на чолі з Майком Грбічем представив у листопаді 2011 року повну послідовність геному павутинного кліща у статті, опублікованій журналом Nature. Дослідницька група Гребіча також відповідала за вказівку на можливу цінність шовку, що виробляється цими кліщами, надзвичайно легкого наноматеріалу.