Mikrobiomové baktérie z medu včelstva skonštruované tak, aby chránili pred patogénmi a škodcami

Vedci z University of Texas v Austine využili špeciálne skonštruované symbiotické baktérie včelích vnútorností, ktoré chránia hmyz pred roztočmi Varroa a zdeformovaným vírusom krídla, čo sú dva kľúčové patogény včiel, ktoré predstavujú hlavné príčiny kolapsu kolónií. Baktérie upravené pomocou genetického inžinierstva žijú ako súčasť mikrobiómu čriev včiel medonosných a účinne pôsobia ako biologické továrne, ktoré produkujú dvojvláknovú RNA (dsRNA), aby zmenili génovú expresiu a vyvolali imunitné reakcie. Vedci sa domnievajú, že ich prístup by sa mohol zväčšiť na poľnohospodárske použitie, pretože baktérie, ktoré sa vyvinuli pomocou genetického inžinierstva, sa ľahko pestujú, naočkovanie včiel je priame a je nepravdepodobné, že by sa geneticky modifikované baktérie šírili za včely.

“Je to prvýkrát, čo niekto zlepšil zdravie včiel genetickým inžinierstvom svojho mikrobiómu,” poznamenal Sean Leonard, postgraduálny študent a prvý autor tímovej štúdie, ktorá je publikovaná v Science. „Má priame dôsledky na zdravie včiel,“ dodala Nancy Moran, profesorka integračnej biológie a hlavný výskumný pracovník štúdie, ktorý má názov „Inžinierske symbionty aktivujú imunitu včiel a obmedzujú patogény.“

Včely medonosné (Apis mellifera) sú na celom svete základnými opeľovačmi plodín, avšak podľa autorov im hrozia straty v kolóniách spojené s šírením parazitov a patogénov. Čísla naznačujú, že včely prispievajú každoročne takmer 20 miliárd dolárov na hodnotu rastlinnej výroby v USA a zohrávajú obrovskú úlohu v celosvetovej potravinárskej výrobe. Bez včiel by desiatky plodín, od mandlí po bobule až po brokolicu, zmizli alebo by produkovali podstatne menej potravín.

Je znepokojujúce, že rastúci počet kolónií včiel v USA zaznamenal vážne ubúdanie dospelých včiel a výsledky jedného národného prieskumu naznačujú, že včelári minulú zimu stratili takmer 40% svojich včelstiev, čo je najvyššia miera zaznamenaná od včelstva. Prieskum sa začal pred 13 rokmi.

Dva z hlavných patogénov včiel sú roztoče Varroa a deformovaný vírus krídla, ktoré sa často spájajú. Keď sa roztoče živia včelami, môžu šíriť vírus, ale tiež oslabujú včely a zvyšujú ich zraniteľnosť voči iným patogénom v životnom prostredí. „V súčasnosti sa vysoká úmrtnosť včelských kolónií, pripisovaná prevažne synergickým interakciám medzi parazitickými roztočmi (Varroa destructor) a vírusmi RNA, stala kritickým problémom pre poľnohospodárstvo a zachovanie prírodnej biodiverzity,“ píšu vedci. Napriek globálnemu významu včiel medonosných je štúdium ich biológie ťažké kvôli ich neobvyklej sociálnej štruktúre a reprodukčnej biológii. Nové genetické nástroje a metódy na boj proti patogénom sú životne dôležité pre ochranu včiel medonosných.