Спироплазма — это эндосимбиотическая бактерия, которая живет в крови плодовой мушки и передается ей потомством через ооциты самки. Эта бактерия остается в значительной степени скрытой от своего хозяина, но вызывает увлекательную репродуктивную манипуляцию: специфическое уничтожение мужских эмбрионов.
Существование бактерий-убийц мужского пола кажется на первый взгляд загадочным, но исследования показали, что они способствуют долгосрочному существованию симбиотических бактерий за счет увеличения частоты инфицированных самок, которые затем передают бактерии своему потомству.Уничтожение самцов не ограничивается спироплазмой, но также наблюдается у некоторых других эндосимбиотических бактерий. Однако молекулярный механизм, лежащий в основе этого процесса, так и не был выяснен.
Первоначальная идея заключалась в том, что спироплазма вырабатывает токсин «андроцидин», убивающий мужчин. Но, несмотря на несколько попыток, личность этого мужчины-убийцы осталась загадкой.
Теперь профессор Бруно Леметр и доктор Тошиюки Харумото из EPFL определили неуловимый бактериальный фактор, убивающий мужчин, и разгадывают загадку. В статье Nature они раскрывают, что виновником является белок, который они назвали Spaid (от Spiroplasma poulsonii androcidin).Известно, что ген Spaid кодирует белок, который имеет определенные структурные характеристики, необходимые для его локализации и активности внутри бактерии (анкириновые повторы и деубиквитиназные домены).Ученые обнаружили, что просто экспрессии спайда у плодовых мушек было достаточно, чтобы воссоздать все фенотипы, связанные с убийством самцов насекомого.
В соответствии с функцией убийства самцов, Spaid специфически связывается с Х-хромосомой мужских эмбрионов. Авторы предполагают, что Spaid вмешивается в «специфический для мужчин процесс», такой как механизм, который увеличивает транскрипцию генов на X-хромосоме (у мужчин одна X-хромосома, а у женщин — две).
Наконец, ученые обнаружили штамм бактерии Spiroplasma с мутацией в гене Spaid, который показал пониженную способность убивать самцов.«Насколько нам известно, Spaid — это первый выявленный на сегодняшний день эффекторный белок бактерий, который влияет на клеточный аппарат хозяина в зависимости от пола», — говорит Харумото. «И это также, насколько нам известно, первая статья, в которой идентифицирован фактор эндосимбионта насекомых, вызывающий гибель самцов.
Таким образом, мы ожидаем, что он окажет большое влияние на области симбиоза, определения пола и эволюции».