Królować | Bakteria |
---|---|
Podział | Proteobakterie |
Klasa | Alfaproteobakterie |
Zamówienie | Rickettsiales |
Rodzina | Rickettsiaceae |
Wolbachia to rodzaj z bakterii , które przede wszystkim Infect stawonogi , około 60% gatunków, jak również niektóre gatunki nicieni . Ta szeroka dystrybucja sprawia, że jest to jeden znajbardziej rozpowszechnionych symbiontów w świecie zwierząt. Te bakterie o wewnątrzkomórkowym stylu życia znajdują się w cytoplazmie komórek gospodarza . Znajdują się one w znacznej części w układzie rozrodczym (głównie w komórkach rozrodczych ) oraz nabłonku układu rozrodczego stawonogów i nicieni .
Ich nazwa pochodzi od Simeona Burta Wolbacha (w) (1880-1954).
Transmisja Wolbachia jest zasadniczo pionowy: są one przekazywane z matki na potomstwo poprzez cytoplazmie komórek jajowych . Ponieważ plemnik przekazuje swoje jądro tylko podczas zapłodnienia, samce nie są w stanie przenosić bakterii na swoje potomstwo. Z tego powodu Wolbachia ma szczególną cechę manipulowania reprodukcją swoich żywicieli: selektywna wartość zakażonych samic jest zwiększana przez różne efekty, co maksymalizuje prawdopodobieństwo przeniesienia Wolbachii .
Wolbachia może również, pod pewnymi warunkami, być przenoszona poziomo z jednego gatunku na drugi. Na przykład muszki owocowe zakażone Wolbachią mogą przenosić pasożyta na larwy parazytoidu Nasonia vitripennis . To składa jaja w poczwarce muchy, a larwa zakaża się wewnątrz muchy. W naziemnej równonóg skorupiaków , badania wykazały, że poziomy Wolbachia Transfer może nastąpić przez kontakt zakaźne. Poprzez uraz hemolimfa zakażonego osobnika może być wektorem Wolbachii i prowadzić do zakażenia uprzednio zdrowego osobnika.
Wolbachia znana jest z 4 głównych efektów manipulacji rozrodem.
Najbardziej znanym: cytoplazmatyczna niezgodność została określona w 1952 Ghelelovitch na wspólnej komara , Culex pipiens . W swojej najprostszej postaci charakteryzuje się całkowitym lub częściowym zmniejszeniem liczby żywotnego potomstwa podczas krzyżowania zarażonego samca z niezakażoną samicą. Jest to jednokierunkowa niezgodność cytoplazmatyczna. Efekt ten ma tendencję do zmniejszania zdolności rozrodczych niezainfekowanych samic, co umożliwia inwazję populacji. Dwukierunkowa niezgodność cytoplazmatyczna charakteryzuje się dwoma odrębnymi szczepami Wolbachia, które nie będą ze sobą kompatybilne, gdy występują u różnych osobników. Zmniejszy to zdolność reprodukcyjną samic kojarzących się z samcem zarażonym innym szczepem.
W zależności od gatunku, który zakaża, obecność Wolbachii może powodować degenerację zarodków męskich (np. u niektórych gatunków biedronek ), feminizację ich poprzez przekształcenie genetycznych samców w funkcjonalne samice (np. u trzody chlewnej Armadillidium vulgare ).
U błonkoskrzydłych z rozwojem haplo-diploidalnym obecność Wolbachii prowadzi do partenogenezy litokalnej . W przypadku braku Wolbachii , jaja pochodzące z zapłodnionych, diploidalnych oocytów rozwijają się w samice, podczas gdy niezapłodnione, haploidalne oocyty dają początek osobnikom męskim. U zakażonych osobników Wolbachia powoduje diploidyzację materiału genetycznego niezapłodnionych oocytów: strategia Wolbachii polega na zwiększeniu liczby zakażonych samic, ponieważ samce nie przenoszą pasożyta.
Dzięki sterylizacji niektórych krzyżówek, a tym samym ograniczeniu mieszania genetycznego gospodarzy, bakterie Wolbachia mogą uczestniczyć w zjawiskach specjacji (pojawianie się nowych gatunków). Zjawisko to można wykorzystać za pomocą pewnych metod zwalczania chorób przenoszonych przez wektory, przenoszonych przez owady.
Oprócz owadów Wolbachia jest zdolna do infekowania roztoczy i skorupiaków , ale także nicieni (jest to wręcz niezbędne do ich przetrwania), a w szczególności tych odpowiedzialnych za onchocerkozę ( Onchocerca volvulus ) i słoniowacicę ( Wuchereria bancrofti ) u ludzi. Duża część objawów tych chorób jest spowodowana przez nicienie pasożytnicze, ale bakteria Wolbachia wydaje się odgrywać rolę w tych chorobach, w szczególności poprzez odpowiedź immunologiczną, jaką wywołuje u ludzi zakażonych parą nicienie/bakteria. Ostatnie badania pokazują, że leczenie antybiotykami eliminuje bakterie i sterylizuje nicienie będące nosicielami bakterii.
Badania laboratoryjne wykazały, że Aedes aegypti komary zakażone bakteriami z rodzaju Wolbachia bardziej odporna na zakażenia pasożytami, takie jak malaria lub dengi lub Chikungunya wirusa lub wirusa Zíka .
W związku z tym zrodził się pomysł, aby wykorzystać te infekcje w kontekście kontroli biologicznej (w tym przypadku nazywanej „ samobójcą ”), poprzez rozmnażanie i wypuszczanie zarażonych komarów, aby ostatecznie zmniejszyć częstość występowania chorób zakaźnych u ludzi. Modele zdają się wykazywać możliwą eradykację choroby tą metodą. Aby lepiej rozproszyć zakażone komary w swoim środowisku, w eksperymencie w Townsville w Australii wzięło udział 7000 rodzin i szkół, które zostały później zaproszone do rozmnażania i wypuszczania komarów w ich ogrodzie lub środowisku (w tym przypadku około 4 milionów). szczep bakterii Wolbachia, który zmniejszał ich zdolność do przenoszenia dengi , zakażenia wirusem Zika i chikungunya . Strategia ta okazała się skuteczna w Indonezji, gdzie uwolnienie zarażonych komarów umożliwiło z tego powodu znaczne zmniejszenie liczby przypadków dengi i hospitalizacji w danych sektorach.
Jednak ta strategia ostatecznie polegająca na ochronie komarów (chociaż bakterie mogą również ograniczać ich rozmnażanie) rodzi pytania, ponieważ modele sugerują, że możliwa jest ewolucja tak wycelowanych pasożytów, prawdopodobnie czyniąc je bardziej zjadliwymi .
Istnieje inna strategia kontroli biologicznej, polegająca na stosowaniu bezpłodności reprodukcyjnej między zarażonym samcem Aedes aegypti a samicą, która nie jest zarażona. W tym procesie leczony obwód zostaje zalany dużą liczbą zarażonych samców. Stając się znacznie liczniejsze niż niezainfekowane samce komarów, uniemożliwiają narodziny nowego pokolenia. Zabieg drastycznie zmniejsza populację komarów bez konieczności stosowania środków owadobójczych. Ale musi być regularnie odnawiany.