Команда молекулярных биологов Гарвардского университета приблизилась к разгадке тайны грибка-убийцы Entomophthora muscae, заражающего мух.
При этом независимо от того, когда и при каких обстоятельствах грибок заражает муху, последняя всегда погибает в одно и то же время суток. Смерть насекомых всегда наступает на закате.
Многие паразиты, манипулирующие поведением своих хозяев, живут по циркадным часам и демонстрируют точный суточный ритм. Для того чтобы разобраться в этом явлении, биологи наблюдали за мухой дрозофилы, Drosophila melanogaster, инфицированной грибком Entomophthora muscae. Исследователи использовали машинное обучение, используя алгоритмы для измерения поведения и идентификации задействованных генов и нейронов.
Учёные обнаружили, что время смерти мух происходит с периодичностью около 21 часа. Было выявлено также, что для заражения и гибели мух течение первых 24 часов требуется свет. Эксперименты с циркадными и фоторецептивными генетически модифицированными мутантами показали – смерть насекомых не зависит от генотипа хозяина, что позволяет предположить, что именно гриб, а не хозяин, управляет этим ритмом.
Генетический анализ грибов выявил набор генов, активность которых циклично возрастала и падала в течении дня. Это происходило регулярно, независимо от внешних условий, например, наличия света. Грибы всегда выпускали споры вечером, в одно и тоже время.
При этом смерть мух происходит по одному сценарию – они превращаются в зомби. Споры грибка проникают в тело насекомого питаясь и размножаясь в нём, но главная их цель – добраться до мозга, что позволит влиять на поведение «хозяина». Когда главная цель грибка достигнута, инфицированные мухи превращаются в зомби. Они забираются на высокое место, крепятся там с помощью хоботков, которые из-за грибкового поражения становятся клейкими, поднимают крылья и «выстреливают» спорами грибка в окружающее пространство. На всё это действие уходит около 2,5 часов. Такой постоянный сценарий получил название «восхождение на вершину». К моменту выхода спор сама муха уже мертва.
Исследователи пришли к выводу, что грибок Entomophthora muscae обладает эндогенными циркадными часами, которые используются для контроля сроков смерти хозяина.
фото Тело с проросшим паразитом замирает с высоко поднятыми крыльями
Carolyn Elya/Harvard University
