Analizując sygnatury genetyczne drobnoustrojów znalezionych u komarów, naukowcy z Kanady byli zaskoczeni odkryciem wirusa czarnej królowej, powszechnej plagi pszczół miodnych. The Aedes vexans komary, u których zidentyfikowano wirusa, prawdopodobnie nabyły go podczas żerowania na nektar na tych samych roślinach co pszczoły, ale nie jest jasne, czy komary odgrywają jakąkolwiek rolę w rozprzestrzenianiu się wirusa wśród pszczół. (Zdjęcie: Katja Schulz za pośrednictwem Flickr, CC BY 2.0)

Andrew Porterfielda

Andrzeja Porterfielda

Wirus czarnej królowej stanowi poważny problem dla pszczelarzy. Zaraża rozwijające się larwy królowej pszczół miodnych, powodując czernienie innych komórek poczwarki i ostatecznie zabijając królową larw. Wirus jest w stanie zniszczyć całe kolonie pszczół miodnych i nie ma żadnego znanego środka odstraszającego poza zapobieganiem jego rozprzestrzenianiu się.

W 2020 roku, kiedy kanadyjscy naukowcy szukali wirusów i innych drobnoustrojów przenoszonych przez komary, wirus znany z atakowania pszczół miodnych (Apis mellifera) było ostatnią rzeczą, jaką spodziewali się znaleźć. Ale zrobili.

Jak donoszą badacze w kwietniu br Journal of Insect Science, po raz pierwszy u komarów północnoamerykańskich wykryto wirusa czarnej królowej (BQCV). Również po raz pierwszy naukowcy zsekwencjonowali genom wirusa.

Cole Baril, dr Christophe LeMoine i dr Bryan Cassone, naukowcy z Brandon University w Manitobie w Kanadzie, wykorzystali metodę sekwencjonowania genetycznego znaną jako masowo równoległe sekwencjonowanie nowej generacji, aby zidentyfikować BQCV u komara.Aedes vexans). Naukowcy uważają, że komary pośrednio nabyły wirusa, żerując w tych samych źródłach nektaru, co pszczoły miodne.

Od czasu odkrycia w 1955 roku BQCV jest znany jako jeden z najczęstszych wirusów pszczół miodnych. Jest to również jeden z najsłabiej poznanych wirusów atakujących pszczoły. Wirus czarnej matecznika infekuje zarówno królowe, jak i dorosłe pszczoły, ale dorosłe osobniki rzadko wykazują jakiekolwiek objawy infekcji. Należy do rzędu pikornawirusów, a jego genom składa się z około 8550 nukleotydów RNA. Dokładnie, w jaki sposób jest przesyłany z hosta na hosta, nie jest w pełni zrozumiały. Może być przenoszony przez mikrosporydia Nosema apis lub przez Varroa roztocza, ale może być również przenoszony przez żerujące wyprawy dorosłych pszczół miodnych.

Naukowcy przeprowadzali analizę genomiczną różnych komarów w kanadyjskich prowincjach prerii. Zidentyfikowali kilka nowych wirusów i innej flory bakteryjnej i byli zaskoczeni znalezieniem BQCV podczas tych poszukiwań.

Będąc absolwentem Uniwersytetu Brandon, Cole Baril prowadził badanie analizujące sygnatury genetyczne drobnoustrojów znalezionych w komarach zebranych za pomocą pułapek, takich jak tutaj. Baril i współpracownicy donoszą o znalezieniu wirusa czarnej królowej komórek, powszechnej plagi pszczół miodnych, u pobranych próbek komarów. Komary prawdopodobnie nabyły go podczas żerowania na nektar na tych samych roślinach co pszczoły, ale nie jest jasne, czy komary odgrywają jakąkolwiek rolę w rozprzestrzenianiu się go wśród pszczół. (Zdjęcie dzięki uprzejmości dr Bryana Cassone)

Warto przeczytać!  Firma Mercy BioAnalytics zajmująca się wczesnym wykrywaniem raka zbiera 41 milionów dolarów w rundzie A

W 2020 roku, kiedy kanadyjscy naukowcy szukali wirusów i innych drobnoustrojów przenoszonych przez komary, znaleźli wirusa czarnej królowej, znanego z atakowania pszczół miodnych (Apis mellifera). Po raz pierwszy BQCV został odkryty u komarów z Ameryki Północnej, a także po raz pierwszy naukowcy zsekwencjonowali genom BQCV. (Zdjęcie dzięki uprzejmości dr Bryana Cassone)

Naukowcy z Brandon zbierali komary w latach 2019 i 2020 za pomocą miniaturowych pułapek świetlnych. Aedes vexanZidentyfikowano komary i wyizolowano ich RNA. W 2019 roku zsekwencjonowano 1783 zebranych komarów; W 2020 r. zsekwencjonowano 2208. Dane sekwencjonowania porównano z sekwencjami BQCV przy użyciu bazy danych National Center for Biotech Information (NCBI).

Naukowcy chcieli również określić ewolucyjne relacje w BQCV i porównali nowy kanadyjski szczep, który znaleźli z istniejącymi genomami wirusów w bazie danych NCBI. Jeden z odczytów sekwencjonowania pasował do izolatu BQCV ze Szwecji. Brak dopasowań do Varroa roztocza lub Nosema apis znaleziono genomy, w dużej mierze wykluczając możliwość przenoszenia przez te organizmy. Jednak trzy sekwencje dopasowano do chloroplastów roślin i zmapowano do roślin, drzew i krzewów, wskazując drogę żerowania przenoszenia wirusa.

Chociaż komary muszą żywić się krwią, aby produkować jaja, nektar kwiatowy jest również ważnym źródłem pożywienia. Brak cukru wiąże się ze zmniejszoną przeżywalnością i zdolnością reprodukcyjną samic. Jednak nie ma dowodów wskazujących, że BQCV może replikować się w komarach, co wskazuje, że komary są ślepą uliczką dla wirusów. Konieczne będą jednak dalsze badania, aby ustalić, czy komary mogą przenosić wirusa na pszczoły miodne.

„Według naszej wiedzy jest to pierwszy raport o BQCV wykrytym u komarów lub innych muchówek” – piszą autorzy. „Wysunięto hipotezę, że międzygatunkowe przenoszenie BQCV jest spowodowane bezpośrednimi (pasożytnictwo, drapieżnictwo i padlinożerstwo) i/lub pośrednimi (żerowanie w tym samym źródle nektaru) interakcjami między pszczołami miodnymi a tymi stawonogami”.

Cassone mówi, że wiele pozostaje nieznanych. „Wirus został znaleziony w Ameryce Północnej; jednak nigdy u komarów i nigdy nie scharakteryzowano sekwencji genomu” – mówi. „Zaskakuje mnie, że niewiele zrobiono z tym wirusem, biorąc pod uwagę jego potencjalny wpływ na pszczelarstwo”.

Badanie jest również jednym z pierwszych, w których wykorzystano niedawno opracowane techniki sekwencjonowania nowej generacji (NGS) do scharakteryzowania genomu owada i wirusa. Naukowcy zalecili dalsze stosowanie NGS, ale z zastrzeżeniem wspólnym dla sekwencjonowania: „Chociaż wymaga to znacznej integracji bioinformatyki, wiele ograniczeń tradycyjnych podejść do identyfikacji patogenów (metody PCR i testy serologiczne) można przezwyciężyć za pomocą NGS. Oprócz większej rozdzielczości i czułości NGS nie wymaga a priori znajomości kwasu nukleinowego do sekwencjonowania ani specyficznych przeciwciał”.

Andrzeja Porterfielda jest pisarką, redaktorką i konsultantką ds. komunikacji dla instytucji akademickich, firm i organizacji non-profit w dziedzinie nauk przyrodniczych. Mieszka w Camarillo w Kalifornii. Śledź go na Twitterze pod adresem @AMPorfield lub odwiedź jego stronę na Facebooku.

Powiązany