Мировая популяция медоносных пчел переживает невиданный кризис: с 1940-х годов только в США количество ульев сократилось с 6 млн до 2,5 млн. Виной тому — клещики-паразиты, вирусы и пестициды. Но у пчел появился неожиданный союзник — генетически модифицированная бактерия.
Фото: Анатолий Жданов, Коммерсантъ / купить фото
Фото: Анатолий Жданов, Коммерсантъ / купить фото
Микробиолог Джеффри Баррик из Техасского университета (Остин) и его коллеги решили посмотреть, что получится, если «научить» одну из бактерий микробиома пчелы синтезировать рибонуклеиновую кислоту (РНК), которая бы заставила клещика или вирус разобрать один из собственных генов. Тут интересно вот что: если микробиом человека состоит из нескольких тысяч видов бактерий — и вряд ли удастся найти двух людей с одинаковым микробиомом, то у всех медоносных пчел микробиом почти одинаковый и состоит всего из шести–восьми видов бактерий, они-то и поддерживают здоровье пчел. Таким образом, объясняет Баррик, если есть результат для одной пчелы, его можно будет распространить и на большинство других.
Аспирант Баррика по имени Шон Леонард под его руководством провел генетическую модификацию одной из бактерий пчелиного микробиома — она называется Snodgrassella alvi — таким образом, чтобы она производила особую РНК. Эта РНК соответствует генетическому материалу, который назначен к разборке,— критически важному для клещика или вируса. Чтобы наблюдать за тем, как РНК производится в микробиоме и затем выходит в организм пчелы, исследователи включили в процесс флюоресцентные метки.
Следующий шаг состоял в том, что Баррик с командой напитали группу из десяти пчел генетически модифицированными бактериями и дали им прижиться, после чего допустили контакт этих пчел с клещиками. Оказалось, что примерно 70% клещиков после такого контакта умирает. С вирусами вышло не так убедительно, но все же после заражения в сравнении с контрольной группой пчел с генно-модифицированной бактерией выжило на 36% больше.
Модифицированная бактерия спокойно прожила в микробиоме пчел все время эксперимента — 15 дней — и все это время продолжала производить РНК против клещика и вируса. А поскольку взрослые пчелы питают будущих пчел, весьма вероятно, что они с едой передали и модифицированный микробиом следующим поколениям.
В теории другие модификации РНК могли бы улучшить здоровье пчелиной популяции или повысить ее устойчивость перед пестицидами, делится идеями Баррик. Впрочем, пока что предстоит решить чисто техническую задачу: как доставить генно-модифицированнную бактерию в миллионы ульев, в каждом из которых живут десятки тысяч пчел. И, к сожалению, продолжать работу над РНК, потому что клещик и особенно вирус довольно скоро мутируют и нынешняя модификация РНК будет им неопасна.
По материалам https://www.sciencemag.org/news/2020/01/mite-destroying-gut-bacterium-might-help-save-vulnerable-honey-bees