Вольбахии ( лат. Wolbachia ) — род грамотрицательных бактерий из семейства класса альфа-протеобактерий , облигатные внутриклеточные симбионты членистоногих и нематод- филярий . Обнаружены впервые в 1924 году у обыкновенного комара и Симеоном Бёртом Вольбахом . Формальное описание было опубликовано в 1936 году Хертигом, который назвал новый род в честь своего коллеги. Типовой и условно единственный вид — . По мнению ряда систематиков принадлежит другой ветви протеобактерий (порядок ) и должна быть исключены из состава рода.

Биологические свойства

Вольбахии обладают грамотрицательным морфотипом , то есть окружены двумя билипидными мембранами и потому не окрашиваются по Граму. Для вольбахий описано три крайних типа формы клетки: малые палочки (0,5—1,3 мкм в длину), коккоиды (0,25—1 мкм) и крупные палочки (1—1,8 мкм в диаметре). Размножаются внутри клеток членистоногих и нематод . На питательных средах не культивируются, однако культивирование на клеточных линиях насекомых оказалось успешным.

Патогенность

Бактериями рода Wolbachia инфицировано по некоторым оценкам около 20 % всех видов насекомых , а также многие виды других групп членистоногих и филярий . Основные эффекты, индуцируемые вольбахиями:

• Андроцид — дегенерация эмбрионов мужского пола некоторых жуков , бабочек и мух .
• Партеногенез — изменение хода развития яиц у некоторых наездников , приводящее к появлению в потомстве исключительно самок. Механизм действия таких линий вольбахий основан на остановке первого митотического деления гаплоидной (то есть неоплодотворённой) зиготы после метафазы. В результате происходит удвоение хромосом и формируется женский диплоидный эмбрион, а не мужской гаплоидный .
• Феминизация — процесс превращения самцов некоторых чешуекрылых и мокриц в самок путём ингибирования развития андрогенной железы и выработки андрогена , а также подавления действия андрогена на клетки -мишени . Помимо этого у бактерии есть и вторая феминизирующая особенность: после искусственной пересадки вольбахий самцы-реципиенты приобретают фенотип интерсексов , что связано с действием бактерий на уже развитую андрогенную железу.
• Цитоплазматическая несовместимость — проявляется в быстрой дегенерации эмбрионов, полученных путём оплодотворения яйцеклеток инфицированным самцом . Цитоплазматическая несовместимость является самым распространённым эффектом, вызываемым вольбахией, и бывает односторонней и двусторонней. Односторонняя наблюдается при скрещивании заражённых самцов и незаражённых самок — происходит полное или частичное разрушение мужского хромосомного набора после оплодотворения. Двусторонняя несовместимость наблюдается, если самка и самец инфицированы различными штаммами вольбахии, при этом наблюдается почти полная репродуктивная изоляция. Однако если самка заражена тем же самым штаммом вольбахии, что и самец, отцовские хромосомы не разрушаются, и из яйца развивается нормальная заражённая особь.

Положительное действие на хозяина

Помимо вреда, вольбахии приносит своим хозяевам и пользу. После излечения от бактерий отмечается снижение плодовитости и приспособленности некоторых насекомых . Бактерии рода Wolbachia также необходимы для нормальной жизнедеятельности филярий , в связи с чем идут поиски метода излечения филяриозов путём уничтожения симбиотических Wolbachia .

Встраивание генов Wolbachia в геном её хозяина

Недавно было доказано проникновение генов вольбахии в геном её хозяев у нескольких видов филярий и насекомых. В геноме обнаружен почти полный геном вольбахии (> 1 млн пар оснований), в геноме других видов хозяев — его фрагменты (от примерно трети генома до коротких фрагментов в 500 пар оснований). Для жука , хромосома которого содержит большой фрагмент генома вольбахии, показано, что гены вольбахии транскрипционно не активны, большинство из них превратились в псевдогены . По предположению изучавших это явление учёных , оно происходит во время репарации ДНК хозяина, гены вольбахии случайно попадают в ядро и по ошибке сшиваются с геномом клетки репаративными ферментами.

Паразиты

На вольбахии паразитирует вирус Wolbachia phage WO .

Примечания

Ссылки

• .
• .
• .
• .