キーテイクアウト
- UC Santa Cruzの研究者は、フルーツフライの交配行動を操作するウォルバチアの能力の背後にある分子メカニズムを明らかにし、寄生虫によって変化してその拡散を増加させるために特定の脳領域、ニューロン、およびタンパク質を特定しました。
- 高度な顕微鏡、タンパク質マッピング、および遺伝子工学を使用して、チームは、ウォルバキアの影響を受ける同じニューロンを操作することが同様の行動を誘導し、寄生虫とその宿主の変更された交配ドライブの間の直接的な因果関係を確認することを実証しました。
- この研究では、科学的な奇妙さと考えられていたウォルバキアに関する基本的な研究は、マラリアやデング熱のような疾患のspread延を減らす公衆衛生アプリケーションにつながったため、好奇心駆動型の科学の価値を強調しています。
一部の寄生虫は、感染する動物の行動をハイジャックできます。ヘアワームで植民地化されたグラスホッパーは水に飛び込み、そこでワームが再現できます。 トキソプラズマゴンディ マウスは猫の恐怖を止め、お気に入りの出没に寄生虫を届けます – ネコ腸。科学者は寄生虫が宿主に影響を与える多くの方法を文書化していますが、このマインドコントロールの背後にある神経および分子のメカニズムはあまり理解されていません。
UCサンタクルス教授のビル・サリバンとグラント・ハーツグの研究室からの新しい研究は、1つの細菌寄生虫がどのように呼ばれるかを明らかにしています ウォルバキア、フルーツフライの交尾挙動を変えます、 ショウジョウバエのメラノガスター。 研究、5月9日に公開されました セルレポート、この行動の変化の神経学的基礎を特定します。
サリバンの研究室のポスドク研究者であり研究の主著者であるブラント・ワレッキは、次のように述べています。
暴露 ウォルバキアの戦略
ウォルバキア すべての昆虫種の40％を超える感染症は、感染した女性の両親の卵を介してのみ渡されます。このため、 ウォルバキア 感染した雌のハエが、感染していない女性よりも生殖的優位性を持っている場合にのみ、人口に広がることができます。で ショウジョウバエのメラノガスター、このエッジは起因する可能性があります ウォルバキア感染したメスのハエに交配するための熱意を生み出す能力。
そして、フルーツハエをしっかりと作ることを超えて、研究者たちは言います ウォルバキア それらをより冒険的にすることができます：寄生虫は感染したハエを他の種と交尾させるように駆り立てることさえできます。
説明 ウォルバキアマインドコントロールの力は、バクテリアが女性のハエの脳の機能をどのように変えるかを理解する必要がありました。まず、研究者は寄生虫を追跡する必要がありました。 UC Santa Cruzの高度な顕微鏡施設を使用して、チームはそれを発見しました ウォルバキア 感覚の知覚と意思決定を制御するハエの脳の一部にローカライズします。
チームは、アリゾナ州立大学の研究者であるTimothy Karrと協力して、感染したハエや感染していないハエの脳で量が異なるタンパク質のデータセットを編集しました。これらのタンパク質の1つは、ニューロンに見られる受容体タンパク質でした。感染した脳では、この受容体は大幅にダウンレギュレートされており、それが可能性のある標的であり、そのメカニズムであることを示唆しています。 ウォルバキア ホストの動作を調節します。
リバースエンジニアリングマインドコントロール
Wareckiと同僚は、受容体タンパク質だけのダウンレギュレーションが感染した雌のハエの交配の増加を説明できるかどうかをテストしました。彼らは、コロニーで定着した同じニューロンのニューロン受容体のレベルを減らすために、感染していないフルーツハエを遺伝子組み換えしました ウォルバキア。遺伝子編集されたフルーツハエは、で同じ過給された交尾挙動を示しました ウォルバキア– 感染したハエ。
サリバンによると、 ショウジョウバエ メラノガスター この主要なモデル生物で数十年にわたって開発された洗練された分子および遺伝子技術により、この実験を実行するのに十分な精度で遺伝的に操作できる数少ない種の1つです。
「私たちはポイントに達しました ショウジョウバエ 開発中のいつでも特定の細胞タイプで特定の遺伝子をノックアウトできる」と彼は付け加えた。
チームがこのニューロン受容体が重要な標的であると判断したら ウォルバキア、 彼らは機械学習アルゴリズムを使用して識別しました ウォルバキア– ニューロン受容体と相互作用している可能性のある生産タンパク質。特定のタンパク質がニューロン受容体に着地すると、ニューロンの活性を調節し、脳機能を促進します。しかし、各受容体の形状は、「野球と手袋のように」1つの特定のタンパク質のみを収容します。機械学習により、チームはaを特定できました ウォルバキア ニューロン受容体（「手袋」）を標的とする可能性が高いタンパク質（「野球」）。
これは、方法の詳細な理解を提供しました ウォルバキア ハエの交尾の好みを操縦していました。この研究の結果は、他の種の宿主寄生虫の相互作用を調べる将来の研究に通知できるとWareckiは述べた。
好奇心の利点
の歴史 ウォルバキア Sullivan氏によると、研究は、好奇心に駆られた基礎研究が、命を救う発見の基盤をどのように築くことができるかの例を提供しています。 2000年代初頭まで、研究者は研究しました ウォルバキア 「好奇心」として、特定のアプリケーションを念頭に置いていません。すぐに、科学者は彼らの研究の無数の健康アプリケーションに気づきました。
一例は、その認識でした ウォルバキア 昆虫の宿主のいくつかのウイルスの複製を抑制します。この発見は、大規模な公衆衛生プログラムに直接つながりました ウォルバキア 壊滅的なデング熱ウイルスを運ぶ蚊の個体群に導入されます。結果は勇気づけられています。デング熱の症例は、苦しんでいる地域で劇的に減少しています。
「ウォルバキア サリバン氏は、さらに、好奇心駆動型の研究の重要性についての素晴らしい物語です。さらに、ハーツグが指摘したように、「この種のインパクトのある仕事は、グローバルおよびコミュニティの健康でプログラムを開始したときに望んでいたものです。」
フルーツフライの行動に対するウォルバキアの影響に関するUCサンタクルスの研究自体は、国立健康研究所の一般医学研究所からの助成金を通じて資金提供されていました。 「生物学的プロセスの理解を高め、疾患診断、治療、予防の進歩の基礎を築く基礎」を支援することに専念する研究所。
#Santa #Cruzの科学者による分子観察は寄生マインドコントロールを分裂させます