Wolbachia

Wolbachia — рід грам-негативних плеоморфних (існують в трьох формах) бактерій, облігатних внутріклітинних симбіонтів комах і філярій, за оцінками 25-70 % всіх видів комах містять цю бактерію[1]. Представників роду відкрили в 1924 році в комарі Culex pipiens і описали в 1936 році[2]. Це монотиповий рід (раніше він включав ще два види — Wolbachia persica і Wolbachia melophagi, першого перейменували на Francisella persica та розмістили в ряді гамма-протеобактерій, другого віднесли до родини Anaplasmataceae). Зараз єдиним і типовим видом роду є Wolbachia pipientis. Хоча деякі дослідники запропонували повернути Wolbachia persica і Wolbachia melophagi до роду Wolbachia[3][4][5][6]

?
Wolbachia

Електронна мікрофотографія Wolbachia sp. усередині клітини комахи
Біологічна класифікація
Домен: Бактерії (Bacteria)
Тип: Протеобактерії (Proteobacteria)
Клас: Альфа-протеобактерії (α Proteobacteria)
Ряд: Rickettsiales
Родина: Rickettsiaceae
Рід: Wolbachia
Вид: Wolbachia pipientis
Біноміальна назва
Wolbachia pipientis
Hertig 1936
Посилання
Вікісховище: Wolbachia
Віківиди: Wolbachia
EOL: 98247
ITIS: 958403
NCBI: 953

Біологічні властивості

Відомо три форми (морфи) Wolbachia pipientis: малі паличкоподібні (0,5-1,3 мікрон завдовжки), коки (0,25-1 мікрон) і великі палички (1-1,8 мікрон у діаметрі). Клітини Wolbachia не забарвлюються за Грамом, клітинна стінка має характерну для грам-негативних бактерій будову, також ці бактерії забарвлюються за Романовським-Гімзою[7]. Розмножуються у вакуолях клітин членистоногих і нематод, спроби культивації на поживних середовищах залишилися безуспішними. Культивують на культурах клітин комах.

Вплив на хазяїна

Wolbachia pipientis відома своїм впливом на репродуктивні властивості членистоногих — її хазяїв. Ці бактерії здатні інфікувати різні органи, але найбільш відомі інфекціями яєчок та яйцеклітин. Wolbachia pipientis може викликати такі чотири фенотипи:

  • Андроцид: дегенерація ембріонів чоловічої статі та їх смерть (відмічають у деяких жуків, метеликів і мух)[8][9][10].
  • Фемінізація: перетворення інфікованих самців (деяких лускокрилих і мокриць) на самиць або безплідних псевдо-самиць шляхом інгібування розвитку андрогенної залози і вироблення андрогену, а також пригнічення дії андрогену на клітини-мішені[11][12][13].
  • Партеногенез: репродукція інфікованих самиць без запліднення самцями. Відбувається в результаті зупинки мітозу в першій анафазі незапліднених зигот, в результаті чого відбувається подвоєння хромосом і формується гаплоїдний ембріон[14]. Деякі дослідники навіть припускають, що партеногенез завжди є ефектом дії Wolbachia[15].
  • Цитоплазматична несумісність: неможливіть самців, інфікованих Wolbachia, давати життєздатне потомство при спаровуванні з самицями, котрі неінфіковані або інфіковані іншими штамами Wolbachia[16].

На додаток, деякі види настільки залежать від Wolbachia, що нездатні розмножуватися без бактерій у своєму тілі[17]. Після усунення бактерій роду Wolbachia відбувається зниження плодючості і пристосованості деяких комах[18][19]. Wolbachia також необхідна для нормальної життєдіяльності певних гельмінтів — нематодних філярій[20], у зв'язку з чим запропоновані методи лікування гельмінтозів, які вони спричинюють — філяріїдозів шляхом усунення симбіотичних Wolbachia[21][22][23][24].

Wolbachia присутні у зрілих яйцеклітинах, але не в зрілій спермі. Таким чином, лише інфіковані самиці здатні передавати інфекцію своїм потомкам. Вважають, що фенотипи, які спричинює Wolbachia, особливо цитоплазматична несумісність, грають важливу роль в еволюції та утворенні нових видів деякими видами членистоногих[25][26]. Wolbachia також може зумовити помилки при молекулярному філогенетичному аналізі[27].

Примітки
  1. Kozeka, Wieslaw J.; Ramakrishna U. Rao (2007). The Discovery of Wolbachia in Arthropods and Nematodes — A Historical Perspective. Issues Infect Dis. 5: 1–14. doi:10.1159/000104228.
  2. Hertig, M. (1936). The rickettsia, Wolbachia pipientis (gen. et sp. n.) and associated inclusions of the mosquito, Culex pipiens. Parasitol. 28: 453–486.
  3. J.P. Euzéby: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature - Genus Wolbachia
  4. NODA (H.), MUNDERLOH (U.G.) and KURTTI (T.J.): Endosymbionts of ticks and their relationship to Wolbachia spp. and tick-borne pathogens of humans and animals. Appl. Environ. Microbiol., 1997, 63, 3926-3932.
  5. LO (N.), PARASKEVOPOULOS (C.), BOURTZIS (K.), O'NEILL (S.L.), WERREN (J.H.), BORDENSTEIN (S.R.) and BANDI (C.): Taxonomic status of the intracellular bacterium Wolbachia pipientis. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2007, 57, 654-657.
  6. DUMLER (J.S.), BARBET (A.F.), BEKKER (C.P.J.), DASCH (G.A.), PALMER (G.H.), RAY (S.C.), RIKIHISA (Y.) and RURANGIRWA (F.R.): Reorganization of genera in the families Rickettsiaceae and Anaplasmataceae in the order Rickettsiales: unification of some species of Ehrlichia with Anaplasma, Cowdria with Ehrlichia and Ehrlichia with Neorickettsia, description of six new species combinations and designation of Ehrlichia equi and 'HGE agent' as subjective synonyms of Ehrlichia phagocytophila. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2001, 51, 2145-2165.
  7. George M. Garrity (editor). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. 2: The Proteobacteria Part C The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteobacteria (вид. Second Edition).
  8. Захаров И. А., Горячева И. И., Шайкевич Е. В. и др. (2000). Wolbachia, новый бактериальный агент, вызывающий изменение соотношения полов у двуточечной божьей коровки Adalia bipunctata L. Генетика 36 (4): 482–486.
  9. Jiggins F.M., Hurst G.D.D., Majerus M.E.N. (1998). Sex ratio distortion in Acraea encedon is caused by a male-killing bacterium. Heredity 81: 87–91.
  10. Hurst G.D., Johnson A.P., Schulenburg J.H., Fuyama Y. Male-killing Wolbachia in Drosophila: a temperature-sensitive trait with a threshold bacterial density // Genetics. 2000. V.156. P.699-709.
  11. LeGrand J.-J., LeGrand-Hamelin E., Juchault P. (1987). Sex determination in Crustacea. Biol. Rev. 62: 439–470.
  12. Juchault P., Rigaud T., Mocquard J.P. (1992). Evolution of sex-determining mechanisms in a wild population of Armadillidium vulgare: competition between two feminizing parasitic sex factors. Heredity 69: 382–390.
  13. И. И. Горячева (2004). Бактерии рода Wolbachia — репродуктивные паразиты членистоногих. Успехи современной биологии 124 (3): 246–259. Архів оригіналу за 16 травня 2009. Процитовано 5 жовтня 2008.
  14. Stouthamer R., Kazmer D.J. (1994). Cytogenetics of microbe-associated parthenogenesis and its consequences for gene flow in Trichogramma wasps. Heredity 73: 317–327.
  15. Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Cristine L. Case (2007). Microbiology: an introduction. Pearson Benjamin Cummings. ISBN 0805347909.
  16. Bressac C., Rousset F. (1993). The reproductive incompatibility system in Drosophila simulans: Dapi-staining analysis of the Wolbachia symbionts in sperm cysts. J. Invert. Pathol. 61: 226–230.
  17. John H Warren (2003). Invasion of the Gender Benders. Natural History 112: 58. Архів оригіналу за 8 липня 2012.
  18. Girin C, Bouletreau M. (1995). Microorganism-associated variation in host infestation efficiency in a parasitoid wasp Trichogramma bourarachae. Experientia 52: 398—402.
  19. Hariri A.R., Werren J.H., Wilkinson G.S. (1998). Distribution and reproductive effects of Wolbachia in stalk-eyed flies (Diptera: Diopsidae). Heredity 81: 254—260.
  20. Chirgwin S.R., Coleman S.U., Porthouse K.H. et. al. (2003). Removal of Wolbachia from Brugia pahangi is closely linked to worm death and fecundity but does not result in altered lymphatic lesion formation in Mongolian gerbils (Meriones unguiculatus). Infect. Immun. 71 (12): 6986–6994. PMID 14638788.
  21. Dunyo SK, Nkrumah FK, Simonsen PE. Single-dose treatment of Wuchereria bancrofti infections with ivermectin and albendazole alone or in combination: evaluation of the potential for control at 12 months after treatment. Trans R Soc Trop Med Hyg. 2000 Jul-Aug. 94(4):437-43.
  22. Мальцева Б. М. (2004). Симбиотическая система — филярии и бактерия Wolbachia: эволюция системы, патогенез и лечение филяриатозов. Ветеринария 1: 34–38.
  23. Sanprasert V, Sujariyakul A, Nuchprayoon S. A single dose of doxycycline in combination with diethylcarbamazine for treatment of bancroftian filariasis. Southeast Asian J Trop Med Public Health. 2010 Jul. 41(4):800-12.
  24. Schiefer A, Schmitz A, Schäberle TF, Specht S, Lämmer C, Johnston KL, et al. Corallopyronin A specifically targets and depletes essential obligate Wolbachia endobacteria from filarial nematodes in vivo. J Infect Dis. 2012 Jul 15. 206(2):249-57.
  25. Zimmer, Carl (2001). Wolbachia: A Tale of Sex and Survival. Science 292 (5519): 1093–5. ISSN 0036-8075. PMID 11352061. doi:10.1126/science.292.5519.1093. Архів оригіналу за 7 жовтня 2007. Процитовано 5 жовтня 2008.
  26. Telschow A, Flor M, Kobayashi Y, Hammerstein P, Werren JH. (2007). Wolbachia-induced unidirectional cytoplasmic incompatibility and speciation: mainland-island model. PLoS ONE 2 (1): e701. ISSN (Electronic) 1932-6203 (Electronic). doi:10.1371/journal.pone.0000701.
  27. Johnstone RA, Hurst GDD (1996). Maternally inherited male-killing microorganisms may confound interpretation of mitochondrial DNA variability. Biological Journal of the Linnean Society 58 (4): 453–470. ISSN 0024-4066. Архів оригіналу за 1 жовтня 2007. Процитовано 5 жовтня 2008.

Ресурси Інтернету
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.