Zvířata žijí v těsném spojení s mikroorganismy, přenášejí užitečné bakterie a zároveň se vyrovnávají s patogenními infekcemi. Nyní ve studii zveřejněné tento týden v Plos Genetics vědci z Instituto Gulbenkian de Ciencia (IGC, Portugalsko) zjistili, že symbiotické bakterie hrají přímou roli v evoluci svého hostitele a utvářejí způsob, jakým se přizpůsobuje patogenům.
Stále více se ukazuje, že bakterie žijící uvnitř zvířat hrají důležitou roli v životě hostitele. Symbiotické bakterie mohou ovlivnit vývoj hostitele, fyziologii, chování a mohou také zvýšit odolnost hostitele vůči patogenům. Ale jak moc evoluce symbiotických bakterií ovlivňuje adaptaci zvířat na patogeny, nebylo dosud řešeno. Elio Sucena a Luis Teixeira, vedoucí skupin na IGC, spojili své odborné znalosti, aby tento problém vyřešili.
Experimentální uspořádání zahrnovalo ovocné mušky (Drosophila melanogaster) a její symbiotickou bakterii Wolbachia, vystavené virové infekci. "Naše předchozí práce ukázala, že Wolbachia může chránit ovocné mušky proti virům a že různé kmeny těchto bakterií poskytují různé úrovně ochrany. Studiem much, které přenášely různé kmeny Wolbachie, jsme mohli prozkoumat, jak došlo k evoluci na úrovni bakterií a hostitele,“vysvětlují Vitor Faria a Nelson Martins, první spoluautoři této práce.
Porovnáním populací much, které se vyvinuly v přítomnosti viru, s jinými, které se vyvinuly v jeho nepřítomnosti, vědci pozorovali významné změny v jejich bakteriálním složení. Během evoluce byly vybrány kmeny Wolbachia, které poskytovaly vyšší ochranu před virovou infekcí, a zůstaly v populaci much vystavených viru, zatímco ostatní kmeny zmizely. Tyto výsledky ukázaly, že selekce kmenů Wolbachia byla spojena s výhodou, kterou poskytly hostiteli: po infekci byly mouchy s těmito kmeny schopny lépe přežít a množit se více než mouchy, které nesly méně ochranných kmenů.
"Hostitel a jeho symbiotické bakterie fungují jako jednotka v reakci na infekci patogeny, přičemž vývoj obou genomů přispívá k adaptaci hostitele. Věříme, že podobné výsledky budou pozorovány u jiných bakterií a zvířat," říká Elio Sucena.
„Úloha, kterou hrají symbiotické bakterie v evoluci hostitele, může být třeba vzít v úvahu při řešení různých interakcí mezi hostitelem a patogeny,“dodává Luis Teixeira.
Na této studii tým IGC spolupracoval se Sarou Magalhães z Centra pro ekologii, evoluci a změny životního prostředí (Ce3C) na Přírodovědecké fakultě Univerzity v Lisabonu (Portugalsko) a s Christianem Schlöttererem z Institut für Populationsgenetik ve Vetmeduni Vídeň (Rakousko). Tato práce byla financována Fundação para a Ciencia e a Tecnologia (FCT; Portugalsko) a Rakouskými vědeckými fondy.
