Nowatorskie badania wykazały, że infekcja wirulentnym szczepem bakterii Wolbachia wMelPop znacząco poprawia zdolności uczenia się i pamięci u muszki owocowej Drosophila melanogaster. Odkrycie to dodaje nowy wymiar do naszego rozumienia potencjalnych wpływów infekcji mikrobiologicznych na funkcje neurologiczne.
Bakterie Wolbachia to symbiotyczne mikroorganizmy występujące głównie u stawonogów, które były dotąd badane przede wszystkim ze względu na ich wpływ na reprodukcję gospodarza. Jednakże, mimo że bakterie te obecne są również w mózgu gospodarzy, ich wpływ na neurobehawior został dotychczas słabo poznany.
Badanie, przeprowadzone z wykorzystaniem protokołu kondycjonowania i testowania z nagrodą w postaci cukru, wykazało, że infekcja wMelPop, mimo swojej wirulencji, poprawia zarówno krótkotrwałą (STM), jak i długotrwałą (LTM) pamięć u muszek. Przez sekwencjonowanie RNA (RNA-seq) porównano profile transkrypcyjne głów muszek w wieku 4-6 dni z i bez infekcji wMelPop, identyfikując 1284 geny o zróżnicowanej ekspresji (DEGs), z których 675 było nadekspresjonowanych, a 609 niedoekspresjonowanych w obecności wMelPop.
Zaskakująco, poza udziałem w procesach proteolizy i odpowiedziach immunologicznych, wiele z DEGs było związanych z zachowaniami reprodukcyjnymi, zwłaszcza z regulacją odpowiedzi samic po kopulacji. W porównaniu z danymi RNA-seq z głów muszek zainfekowanych mniej wirulentnym szczepem wMel, obie grupy miały 421 wspólnych DEGs.
Wyniki te sugerują, że infekcja wMelPop w muszce owocowej może poprawiać pamięć gospodarza poprzez zmiany w ekspresji genów w głowie. Ponieważ wMelPop okazał się być najskuteczniejszym szczepem blokującym dengę, behawioralne i ekologiczne konsekwencje infekcji wMelPop w gospodarzach owadów mogą być bardzo ważne w kontekście kontroli chorób przenoszonych przez owady oraz szkodników rolniczych.
Dane te dostarczają również znaczącego zestawu kandydujących genów, które mogą pomóc w wyjaśnieniu mechanizmów leżących u podstaw Wolbachia-indukowanych zmian neurobehawioralnych u gospodarzy stawonogów.
Źródło: Science Direct
