| Περίληψη |
Η Wolbachia ανήκει στην α-υποομάδα των πρωτεοβακτηρίων. Είναι ένα υποχρεωτικά ενδοκυττάριο, μητρικά κληρονομούμενο βακτήριο, το οποίο μολύνει αρθρόποδα και νηματώδεις. Προκαλεί μία σειρά αναπαραγωγικών ανωμαλιών στους ξενιστές της, όπως παρθενογένεση, θηλυκοποίηση, θανάτωση αρσενικών εμβρύων και κυτταροπλασματική ασυμβατότητα, οι οποίες ευνοούν τη μετάδοση και εξάπλωσή της. Η Wolbachia την τελευταία δεκαετία έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον των ερευνητών, λόγω του ρόλου της σε βασικές εξελικτικές διαδικασίες, όπως η συμβίωση και η ειδογένεση. Επιπρόσθετα, η Wolbachia θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο για το γενετικό μετασχηματισμό εντόμων, τα οποία προκαλούν βλάβες στον τομέα της γεωργίας και της υγείας. Η καλύτερα μελετημένη εμπλοκή της Wolbachia στην αναπαραγωγή των εντόμων, είναι η κυτταροπλασματική ασυμβατότητα. Στην πιο απλή της μορφή έχει ως αποτέλεσμα τη θνησιμότητα των εμβρύων, που προέρχονται από τη διασταύρωση ενός μολυσμένου αρσενικού με ένα μη μολυσμένο θηλυκό. Αρκετοί παράγοντες, γενετικοί και περιβαλλοντικοί, έχουν αναγνωριστεί μέχρι σήμερα, οι οποίοι επηρεάζουν τα επίπεδα της ασυμβατότητας (τον αριθμό των αυγών που δεν εκκολάπτονται). Παρόλα αυτά ο μοριακός μηχανισμός της παραμένει άγνωστος. Η Wolbachia κατά γενική παραδοχή τροποποιεί τα πατρικά χρωμοσώματα κατά τη διάρκεια της σπερματογένεσης. Αυτή η τροποποίηση μπορεί να εξουδετερωθεί μόνο αν το ίδιο βακτηριακό στέλεχος είναι παρών στο έμβρυο. Σε διαφορετική περίπτωση διακόπτεται η ανάπτυξη του εμβρύου λόγω της μη κανονικής συμπεριφοράς των πατρικών χρωμοσωμάτων στις πρώτες μιτωτικές διαιρέσεις, που ακολουθούν τη γονιμοποίηση. Μοριακές και βιοχημικές μικροβιολογικές μελέτες, οι οποίες θα βοηθούσαν στην κατανόηση της δράσης του βακτηρίου, είναι δύσκολες λόγω της αδυναμίας του να καλλιεργηθεί σε θρεπτικά μέσα, χωρίς κύτταρα. Για αυτόν το λόγο, η παρούσα διατριβή εστιάστηκε από τη μία στην ανάπτυξη εργαλείων για τον ευκολότερο χειρισμό του βακτηρίου και από την άλλη στη μελέτη της συμπεριφοράς του κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης της γαμετικής σειράς της μύγας. Όσον αφορά στον πρώτο τομέα αναπτύχθηκε μία μέθοδος απομόνωσης γενωμικού DNA από Wolbachia, απαλλαγμένου σε ικανοποιητικό ποσοστό από DNA ξενιστή, καθώς και μία μέθοδος in vitro μόλυνσης κυτταρικών σειρών, με το εν λόγω βακτήριο. Η δεύτερη διάσταση της διατριβής αυτής αφορά στη συγκριτική κυτταρολογική μελέτη μιας πληθώρας στελεχών, που εκφράζουν διαφορετικά επίπεδα ασυμβατότητας. Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκε ο πολλαπλασιασμός και η κατανομή του βακτηρίου κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης της γαμετικής σειράς της μύγας, σε διαφορετικούς γενετικούς συνδυασμούς ξενιστή-παρασίτου. Παρατηρήθηκε αξιόλογη ετερογένεια, τόσο ανάμεσα στο ίδιο στέλεχος, όσο και ανάμεσα στα διαφορετικά στελέχη. Από τη σύγκριση της συμπεριφοράς ενός συγκεκριμένου βακτηριακού στελέχους σε διαφορετικά γενετικά υπόβαθρα ξενιστή και διαφορετικών στελεχών στον ίδιο ξενιστή, βγαίνουν ενδιαφέροντα συμπεράσματα για τη φύση των παραγόντων, που επηρεάζουν τα επίπεδα της ασυμβατότητας και γενικότερα για την εξέλιξη των σχέσεων ξενιστή-παρασίτου. Έτσι φαίνεται η ικανότητα πρόκλησης ασυμβατότητας να είναι εγγενής ιδιότητα του βακτηρίου, με κάποια στελέχη να την έχουν χάσει. Στα στελέχη που τη διαθέτουν, η ένταση του φαινοτύπου είναι ανάλογη της ποσότητας των βακτηρίων στα σπερματικά κύτταρα, η οποία ελέγχεται από τον ξενιστή. Από εξελικτική σκοπιά, η συνεξέλιξη ξενιστή-παρασίτου φαίνεται να οδηγεί σε χαμηλά επίπεδα ασυμβατότητας, υψηλή μητρική μετάδοση και χαμηλό κόστος της μόλυνσης, παράγοντες αλληλένδετοι με την πυκνότητα των βακτηρίων στους ιστούς-στόχους. Xρειάζεται πλήρης κατανόηση του μοριακού μηχανισμού όμως, για να διαλευκανθούν οι βαθύτερες σχέσεις μεταξύ της αναπτυξιακής δυναμικής των μολύνσεων και της αλληλεπίδρασης ξενιστή-παρασίτου στη ρύθμιση των βακτηριακών αριθμών.
|
Κυτταροπλασματική Ασυμβατότητα: Συγκριτική μελέτη στελεχών Wolbachia στη Drosophila
