Российский научный фонд поддержал грантом двухлетний проект, направленный на изучение генетического разнообразия и эволюции бактерий рода Spiroplasma. Они обладают целым рядом необычных свойств — у них нет клеточной стенки, маленький размер генома, а генетическом код отличается от канонического.

Близкими родственниками Spiroplasma являются представители родов Phytoplasma (патогены растений) и Mycoplasma (некоторые виды последних являются возбудителями ряда опасных заболеваний, включая атипичную пневмонию), обладающие похожими свойствами. Спироплазмы чаще всего обнаруживаются в растениях и организмах беспозвоночных, но отмечаются и у позвоночных, включая человека.

Благодаря развитию микроскопии, а главное — молекулярно-генетических методов, наука заметно продвинулась в изучении микроорганизмов, но как отмечают сами учёные, пока всё же известна лишь «верхушка айсберга».

В частности, на сегодня описано более тридцати видов спироплазм. Одни являются возбудителями заболеваний у растений и насекомых, другие, напротив, помогают им защищаться от иных угроз. «Известны случаи, когда спироплазмы уничтожали личинку осы-наездника, которая съедает организм насекомого изнутри и тем самым спасали носителя от неизбежной гибели», — рассказал ведущий научный сотрудник Института цитологии и генетики СО РАН к.б.н. Юрий Илинский.

Он также отметил, что в природе существует намного больше видов этих микроорганизмов, но их поиск до сих пор остается непростой задачей. Дело в том, что для спироплазмы характерна редуктивная эволюция — у бактерии в процессе эволюции многие гены либо теряются, либо меняются и начинают сильно отличаться от генов родственных микроорганизмов. Из-за этого часто получаются ложно-отрицательные анализы её присутствия в организме носителя, а также возникают проблемы с отнесением обнаруженной бактерии к конкретному виду.

«Решение этой проблемы, создание единой системы выявления всех случаев заражения спироплазмой, или, как минимум, панели маркеров, позволяющих выявлять разные ее родословные, является главной целью нашего проекта, который поддержал своим грантом Российский научный фонд», — подчеркнул Юрий Илинский.

Ещё одна задача исследования: с помощью биоинформатических методов провести эволюционный анализ спироплазмы, понять, что происходит с их генами и научиться предсказывать, как эти изменения отразятся на свойствах микроорганизма. «Для нас это, прежде всего, фундаментальные научные задачи, но перспективы прикладного использования результатов исследований просматриваются довольно чётко, даже если говорить только о насекомых», — уверен ученый.

Во-первых, сегодня в тренде использование биологических средств в защите сельскохозяйственных культур, иначе говоря, когда для борьбы с вредителями вместо пестицидов используют их естественных врагов и другие безвредные для человека и окружающей среды инструменты. При их разработке важно учитывать, как спироплазма может способствовать гибели насекомых-вредителей или, напротив, защищать их.

Также постоянно расширяется список видов насекомых, которых используют для производства кормов различных животных. «Вполне возможно, что при технологическом производстве таких насекомых, наличие или отсутствие в их организмах спироплазмы будет существенно влиять на темпы роста биомассы, что очень важно для производителя», — отметил Юрий Илинский.

В своих исследованиях сотрудники ИЦиГ СО РАН сотрудничают с российскими инсектариями, где, как правило, разводят насекомых, имеющих технологическое значение. Исходя из этого, программа исследований выстраивается таким образом, чтобы прикладные результаты могли проявиться как можно быстрее.

Источник: ИЦиГ СО РАН.