Полученные данные предлагают новые способы защиты пчел от вирусов и смертоносного клеща Варроа, которые стали причиной недавнего резкого сокращения популяций медоносных пчел. Поскольку около одной трети рациона человека во всем мире зависит от опыления медоносными пчелами, нам срочно нужны решения, чтобы помочь сохранить процветающие пчелиные семьи, для нашей продовольственной безопасности и устойчивости.
Доктор Эяль Маори из Wellcome Trust / Cancer Research UK Gurdon Institute, Кембриджского университета и его сотрудники в Израиле и США испытывали новый тип противовирусной терапии для пчел, когда они получили намек на то, что пчелы способны передавать биологические вирусы. -активные молекулы РНК между членами колонии. Сегодня ученые публикуют доказательства такого явления передачи РНК от пчелы к пчеле в журнале Cell Reports.
Эти трансмиссивные молекулы РНК продуцируются генами медоносной пчелы и возбудителями болезней, такими как вирусы. В отличие от других РНК в организме, эти молекулы РНК не кодируют белок.
Вместо этого они играют прямую роль в иммунитете, регуляции генов и других биологических механизмах.
В предыдущих исследованиях доктор Маори и его коллеги кормили пчел фрагментами РНК, которые включали сегмент РНК-вируса. Они обнаружили, что подобно тому, как работают вакцины, диетическая РНК активировала иммунный ответ, который предотвращал болезнь и смерть, когда крапивница позже подвергалась воздействию живого вируса.
Интересно, что колония сохраняла здоровую продуктивность в течение нескольких месяцев после завершения лечения, что свидетельствует о том, что она все еще была невосприимчивой к инфекции – даже несмотря на то, что первоначально обработанные пчелы вымерли и были заменены новыми поколениями. Это свидетельствует о том, что иммунизирующие фрагменты РНК передавались между членами колонии, а также между поколениями.
В опубликованном сегодня исследовании ученые продемонстрировали, что пищевая РНК попадает из системы пищеварения в циркулирующую жидкость пчелы и распространяется на железы, выделяющие желе. Затем диетическая РНК секретируется с желе и поглощается личинками, питающимися желе.
Хотя ученые ранее показали на растениях и животных, что перемещение РНК между клетками внутри организма возможно, эти результаты определяют молекулярный механизм передачи молекул РНК между организмами.
«Мы обнаружили, что РНК распространяется за пределы отдельных медоносных пчел, передаваясь не только между родителями и их потомством, но и между отдельными особями в улье», – говорит доктор Маори.
Дальнейшие эксперименты показали, что трансмиссивная РНК способна активировать механизм, называемый «интерференцией РНК», чтобы блокировать активность некоторых генов и снижать выработку определенных белков медоносной пчелы. Важно отметить, что вмешательство РНК, как известно, обеспечивает защиту от вирусной инфекции у медоносных пчел и других организмов. Другими словами, эти молекулы РНК, вероятно, действуют для иммунизации пчел против инфекций.
Затем исследователи проанализировали рабочее и королевское желе и выявили различные типы встречающихся в природе РНК, некоторые из которых происходят из генов пчел, а некоторые из патогенов, таких как грибы и инфекционные вирусы, предполагая, что со временем пчелы выработали – и разделили – иммунитет к эти патогены.
«Наши результаты показывают, что пчелы разделяют« трансмиссивную РНК »среди членов колонии, вероятно, как способ обмена иммунитетом между членами и поколениями в улье, и чтобы позволить другим пчелам адаптироваться к различным условиям окружающей среды», – прокомментировал доктор Маори.
Во втором исследовании, опубликованном в прошлом месяце в журнале Molecular Cell, доктор Маори, работая с лабораторией профессора Эрика Миски в Институте Гурдона, исследовал, как РНК, которая является нестабильной молекулой, передается через желейную диету. Они обнаружили, что обильный ингредиент желе, Major Royal Jelly Protein-3 (MRJP-3), связывает РНК с образованием гранул, которые концентрируются и защищают ее от вредного воздействия окружающей среды. Это первая идентификация гранул РНК с функциями вне клеток и организмов.
Доктор Маори добавил: «Медоносные пчелы разработали своего рода« клей », который связывает РНК в гранулы, делая ее более стабильной и способной делиться с другими пчелами. Если мы сможем использовать эту технологию, мы сможем использовать ее для разработки новых “ вакцин ”, которые можно будет использовать в сельскохозяйственных условиях, в частности, чтобы помочь иммунизировать пчел от разрушительных потерь, которые несут их семьи.
"Не исключено, что этот пчелиный протеин может даже найти применение в новых вакцинах и лекарствах для людей."