Антимикробный «коктейль» пчелиных волков почти не изменился за 68 миллионов лет
Немецкие ученые обнаружили, что осы пчелиные волки (род Philanthus) используют для защиты своих личинок от патогенов один и тот же «коктейль» из антибиотиков, причем состав практически идентичен у разных видов пчелиных волков. Как сообщается в Proceedings of the National Academy of Sciences, в смеси может быть до 45 веществ и ее состав практически не изменился на протяжении 68 миллионов лет.
Одиночные осы пчелиные волки или филанты (Philanthus) охотятся на пчел. Они роют нору, где откладывают яйцо, а затем приносят туда парализованных насекомых, которые служат кормом для вылупившейся личинки. Чтобы ее выкормить нужно от одной до пяти пчел. Через некоторое время личинка окукливается, прикрепляя кокон к стене и полу норы, и проводит в состоянии куколки до нескольких месяцев. В это время личинку могут заразить плесневые грибки или обитающие в почве бактерии, так что она может погибнуть. Чтобы защитить потомство, самка филанта выращивает у себя на усиках бактерий из рода Streptomyces, которые вырабатывают смесь антибиотиков. Когда оса залезает в нору, она оставляет часть бактерий на стенках. Окукливаясь, личинка вплетает их в кокон, так что они остаются на его поверхности и защищают от проникновения бактерий и плесени. Только что вылупившаяся взрослая оса, собирает бактерий с кокона в железы на усиках.
Ученые под руководством Мартина Калтенпота (Martin Kaltenpoth) из Майнцского университета имени Иоганна Гутенберга в предыдущей работе выяснили, что симбиотические отношения пчелиных волков и стрептомицет продолжаются как минимум 68 миллионов лет. На каком-то этапе эволюции осы стали взаимодействовать с обитающими в почве предками стрептомицет.
В новом исследовании эта же группа ученых показала, что в смеси, которую вырабатывают стрептомицеты, содержится не девять антимикробных веществ, как считалось ранее, а 45. Кроме того, оказалось, что у разных видов пчелиных волков состав «коктейля» примерно одинаков: действующими веществами являются стрептохлорин, обладающий противогрибковой активностью, и производные антибиотика пирицидина. «Мы ожидали, что бактерии-симбионты у разных видов ос научатся вырабатывать новые антибиотики, чтобы защитить насекомых от новых или устойчивых к антибиотику плесневых грибков», — объясняет ведущий автор исследования Тобиас Энгль (Tobias Engl) из Майнцского университета. Но, по-видимому, смесь была настолько эффективна, что менять ее состав было не нужно.
Авторы исследования полагают, что эффективным антимикробный «коктейль» делает многокомпонентный состав. Другими факторами авторы назвали немногочисленность и частую миграцию ос. «[В отличие от людей], пчелиные волки обычно живут в небольших популяциях и часто мигрируют в поисках песчаных почв, в которых они роют норы. Так что у устойчивых патогенов немного шансов распространиться в одной или нескольких популяциях», — говорит Мартин Калтенпот.
Одиночные осы (к этому подсемейству относятся и пчелиные волки) выкармливают личинок насекомыми, которых они предварительно зомбируют. Некоторые виды откладывают яйца в гусениц или кузнечиков, другие парализуют хозяев и относят (или отводят) их в нору. Подробнее про зомбификацию можно прочитать в нашем материале.
С помощью модуляции дофаминовой сигнализации
Американские ученые разработали аденоассоциированный вирусный вектор, который несет ген, кодирующий человеческий глиальный нейротрофический фактор (GDNF). Введение этого вектора макакам-резусам с симптомами алкоголизма снижало вероятность злоупотребления алкоголя в течение года. Как сообщается в журнале Nature Medicine, такое изменение в поведении сопровождалось нейрофизиологическими модуляциями дофаминовой сигнализации в прилежащем ядре, которая обычно страдает при хроническом употреблении алкоголя. Несмотря на то, что расстройства, связанные с употреблением алкоголя, наносят огромный экономический и социальный ущерб, существует лишь несколько эффективных фармакотерапевтических средств. При этом не существует подходов, которые бы непосредственно воздействовали на лежащие в основе адаптации нейронные контуры, которые формируются при длительном употреблением алкоголя и лежат в основе алкогольной зависимости. Команда ученых под руководством Кристофа Банкевича (Krystof Bankiewicz) из Университета штата Огайо исследовала, как на эти схемы мог бы повлиять глиальный нейротрофический фактор (GDNF), поскольку известно, что он принимает непосредственное участие в регуляции дофаминергических нейронов (они непосредственно связаны с развитием алкоголизма). Для этого авторы разработали аденоассоциированный вирусный вектор, который несет ген, кодирующий человеческий GDNF. Поскольку неспособность длительно отказываться от алкоголя и неспособность сократить количество потребляемого алкоголя выступают двумя основными проблемами у людей с алкогольной зависимостью, ученые смоделировали такое поведение у макак. Они многократно повторяли циклы ежедневного опьянения с последующим воздержанием от алкоголя. Когда необходимые паттерны поведения были достигнуты, макаки-резусы четыре недели пили воду вместо этанола. Затем каждой обезьяне в мозг вводили либо экспериментальный, либо контрольный вектор. Через два месяца макакам возобновили доступ к алкоголю на четыре недели. В общей сложности ученые шесть раз повторили циклы принудительного воздержания и повторного введения алкоголя, чтобы смоделировать подобные циклы. Экспериментальный вектор значительно снижал потребление алкоголя в периоды повторного введения алкоголя в течение года (р ≤ 0,001). Причем у макак из экспериментальной группы наблюдалось снижение максимальной дозы потребляемого алкоголя уже в первый день после абстиненции (р ≤ 0,0001). Магнитно-резонансная томография и гистологические исследования тканей мозга показали, что лечение вектором с GDNF восстанавливало дофаминергическую функцию в прилежащем ядре, которая обычно снижена в мезолимбической системе после хронического употребления алкоголя. Повышенная экспрессия GDNF увеличивала доступность и использование дофамина в пути вознаграждения макак до значений, сравнимых со здоровыми макаками. Это доклиническое исследование показывает возможность нового подхода к лечению алкоголизма — с помощью генной терапии. Дальнейшие исследования будут направлены на изучение подробного профиля безопасности препарата у животных. Недавно мы рассказывали, что тягу к алкоголю (и другим веществам) можно зафиксировать с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии.