Pomór kolonii pszczół z przyczyn defektu rybosomów

Genom pszczołyOd kilku lat wiele regionów na świecie gnębi masowe zanikanie pszczół tzw. pomór kolonii (ang. collony collapse disorder - CCD). Objawia się ono nagłym zanikaniem całych rojów. Do tej pory nie udało się oznaczyć przyczyn tego nagłego zajścia. Jak twierdzą naukowcy pracujący przy projekcie poznawania genomu pszczoły (ang. bee genome project) udało im się znaleźć znacznik DNA różniący chore owady od zdrowych.

Tajemnicze zamieranie całych rojów pszczół najsilniej dotyka południowe rejony Stanów Zjednoczonych. Jego objawy pojawiają się jednak na całym świecie. W Europie najdokuczliwiej odczuwają je kraje śródziemnorskie. A w Polsce pojedyncze przypadki pojawiają się na południu kraju.

Normalnie zachowujące się pszczoły zaczynają wylatywać z ula ale już do niego nie wracają, ginąc gdzieś po drodze. W krótkim czasie powoduje to zniknięcie wszystkich pszczół z ula. Przy uderzeniu tajemniczego zamierania zniszczeniu w pasiece ulega około 30% rojów, a przy silnych przypadkach pustych pozostaje dużo ponad 90% uli.

Badanie tych przypadków jest utrudnione, ponieważ zanik pszczół następuje bardzo szybko, a zaatakowane owady giną daleko od ula. W takich warunkach znalezienie owadów po przejściu zanikania, w celu określenia przyczyn ich pomoru jest prawie niemożliwe. Jedyna ewentualność to codzienna kontrola wszystkich uli w całej pasiece i szybka reakcja w przypadku widocznej redukcji ilości pszczół w którymś z nich.

Brak martwych owadów do badań powoduje, że powstało bardzo wiele teorii próbujących wyjaśnić znikanie pszczół z ula: wpływ środków chemicznych, pojawienie się nieznanego pasożyta lub choroby, wpływ pyłku z roślin modyfikowanych genetycznie, wpływ promieniowania elektromagnetycznego z sieci telefonii komórkowej i linii wysokiego napięcia, ocieplanie się klimatu itd. Jednak żadna z tych teorii nie może doczekać się potwierdzenia.

Ostatnie prace przeprowadzili naukowcy z Reed Johnson z University of Illinois i U.S. Department of Agriculture. Badania skupiono na porównaniu ekspresji genów w jelitach pszczół pochodzących z zdrowych i zaatakowanych rojów. Jelita owadów wybrano jako miejsce w pierwszej kolejności atakowane przez patogeny i środki chemiczne. Do wyłapywania aktywnych genów wykorzystano mRNA (ang. messenger RNA). Uczestniczy on w przenoszeniu informacji z aktywowanego genu do rybosomów budujących białka. Ponieważ chciano przeanalizować jak najwięcej fragmentów DNA wykorzystano technikę macierzy DNA (tzw. chip DNA). Metoda ta polega na wykorzystaniu płytek z naniesionymi na nich setkami, tysiącami mikronowych rozmiarów sond dla różnych fragmentów DNA. Sondy te łączą się na zasadzie hybrydyzacji komplementarnych nici z odpowiadającymi im fragmentami DNA w badanej próbie, powodując świecenie punktu.

W trakcie badań zwrócono uwagę, na pojawianie się w chorych rojach bardzo wielu fragmentów rRNA (ang. ribosomal RNA, budujących rybosomy) do tego nietypowo bogatych w sekwencje adenozyny. Mimo, że białka w takich rybosomach były budowane może to sugerować ich postępującą degradacje.

Jak zaznaczają naukowcy takie pojawianie się fragmentów rRNA spotykane jest także u innych organizmów bez widocznych szkód dla ich zdrowia. Dlatego badanie to nie pozwala jeszcze wszystkiego wyjaśnić w przypadku pszczół. Jednakże wykrycie zwiększonego występowania fragmentów rRNA u zainfekowanych owadów pozwala wytypować jakieś punkty zaczepienia do dalszych prac. Na przykład zauważono, że pszczoły z rojów wykazujących zanikanie są bardziej podatne na działanie różnych patogenów w tym pikorna wirusów, potrafiących przeprogramować rybosomy z produkcji białek komórkowych na te potrzebne patogenom. Jeden z takich wirusów pochodzących z Izraela, a powodujący paraliż owadów podejrzany jest o główną przyczynę zanikania pszczół. Z kolei w Hiszpanii zauważono sile porażanie pszczół z rojów wykazujących zanikanie spowodowane jednym z pasożytniczych grzybów.

Objawy takie mogą być właśnie przyczyną niedoczynności rybosomów. Gdy nie są one w stanie pracować odpowiedni wydajnie mogą niewystarczająco szybko wyprodukować białka niwelujące niekorzystne działanie wirusów, grzybów, środków chemicznych czy innych czynników.

Źródło:
- sciencedaily.com, 25.08.2009r., Genomic Study Yields Plausible Cause Of Colony Collapse Disorder,
-Johnson i in., Supporting Information 10.1073/pnas.0906970106, www.pnas.org/cgi/content/short/0906970106