Российские ученые из Института систематики и экологии животных (ИСиЭЖ) СО РАН и Новосибирского государственного аграрного университета, совместно с иностранными коллегами выяснили, что насекомые используют особые механизмы для защиты от бактерий Bacillus thuringiensis - действующего вещества большинства биологических пестицидов. 

В формировании устойчивости вредителей к бактериям участвуют эпигенетические механизмы наследования, изменяющие экспрессию генов, но не изменяющие последовательность ДНК, как это происходит при мутациях. Результаты помогут усовершенствовать биологические препараты для борьбы с вредителями. Исследования подержаны грантом Российского научного фонда (РНФ), результаты работы опубликованы в журнале Virulence.

Ученые исследовали, как в процессе эволюции формировалась устойчивость у насекомых к грибам и бактериям, которые использует человек для контроля численности вредителей. Во всем мире основной причиной устойчивости насекомых к биоинсектицидам, несущим токсин бактерий Bacillus thuringiensis, называют мутации - изменения в генотипе. Ученых заинтересовало, как насекомые-вредители развили устойчивость к бактериям, и какую роль в этом играют эпигенетические механизмы регуляции наследственной информации.

"Мы впервые описали участие этих вторичных механизмов наследования в развитии устойчивости насекомых к биологическим инсектицидам", - сообщил соавтор исследования и руководитель гранта РНФ, заведующий лабораторией ИСиЭЖ СО РАН, доктор биологических наук Иван Дубовский.

Эволюционные биологи считают, что наследственные изменения свойств и признаков организма (фенотипические изменения) могут произойти за счет эпигенетических механизмов. В отличии от мутаций, вторичные механизмы наследования не изменяют генетическую информацию, а заставляют одни гены "работать" (экспрессироваться), а другие - "молчать". Активность генов у насекомых изменялась за счет таких механизмов, как метилирование ДНК (модификация молекул ДНК без изменения самой нуклеотидной последовательности ДНК); ослабление связи между ДНК и гистонами - внутриядерными белками (ацетилирование гистонов) и синтез малых некодирующих молекул РНК (микроРНК). При этом работают лишь те гены, продукты которых необходимы в настоящий момент.

В ходе исследования биологи определили, что зараженные бактериями насекомые "включают" защитные механизмы уже при развитии инфекционного процесса. Это говорит о том, что благодаря таким механизмам насекомые очень быстро (несколько десятков поколений) способны развивать устойчивость к бактериям.

"Наши результаты свидетельствуют, что метилирование ДНК, ацетилирование гистонов и синтез микроРНК опосредуют микроэволюционные процессы формирования устойчивости насекомых к бактериям Bacillus thuringiensis", - прокомментировал Иван Дубовский.

Полученные результаты позволят в будущем преодолеть у насекомых-вредителей устойчивость к бактериям. Ученые разработают методы, которые помогут подавить эпигенетические механизмы наследования у насекомых и усовершенствовать биологические препараты.

Исследование выполнено совместно с учеными из Университета Гиссена (Германия).

Источники

Российские биологи выяснили, почему ГМО не всегда убивает вредителей
Вся экология (ecoportal.su), 05/08/2017
Стало известно, как насекомые-вредители защищаются от пестицидов
Новости@Rambler.ru, 05/08/2017
Стало известно, как насекомые-вредители защищаются от пестицидов
Индикатор (indicator.ru), 05/08/2017
Ученые выяснили, как работают механизмы защиты насекомых-вредителей
Российский научный фонд (рнф.рф), 04/08/2017
Российские биологи выяснили, почему ГМО не всегда убивает вредителей
Новости@Rambler.ru, 04/08/2017
Российские биологи выяснили, почему ГМО не всегда убивает вредителей
Newsmir.info, 04/08/2017
Российские биологи выяснили, почему ГМО не всегда убивает вредителей
РИА Новости, 04/08/2017
Российские биологи выяснили, почему ГМО не всегда убивает вредителей
Profi-news.ru, 04/08/2017
Российские биологи выяснили, почему ГМО не всегда убивает вредителей
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 04/08/2017
Ученые выяснили, как работают механизмы защиты насекомых-вредителей
Margust (gazeta-margust.ru), 04/08/2017
Ученые выяснили, как работают механизмы защиты насекомых-вредителей
Новости@Rambler.ru, 04/08/2017
Ученые выяснили, как работают механизмы защиты насекомых-вредителей
Газета.Ru, 04/08/2017
Российские биологи выяснили, почему ГМО не всегда убивает вредителей
Soyanews.info, 07/08/2017
Российские биологи выяснили, почему ГМО не всегда убивает вредителей
Russian IT World (ritworld.com), 06/08/2017
О принципах работы механизмов защиты насекомых - вредителей рассказали ученые
TerrNews.com, 05/08/2017
Российские биологи выяснили, почему ГМО не всегда убивает вредителей
Агропромышленный портал Юга России (agroyug.ru), 08/08/2017
Российские биологи выяснили, почему ГМО не всегда убивает вредителей
Портал промышленного свиноводства (piginfo.ru), 07/08/2017
Ученые выяснили, как работают механизмы защиты насекомых-вредителей | ФАНО России
Федеральное агентство научных организаций (fano.gov.ru), 07/08/2017
Ученые выяснили, как работают механизмы защиты насекомых-вредителей
Биотех 2030 (biotech2030.ru), 08/08/2017
Ученые выяснили, как работают механизмы защиты насекомых-вредителей
Polpred.com, 08/08/2017

Похожие новости

  • 30/03/2017

    Новосибирские учёные предлагают бороться с колорадским жуком при помощи грибов и бактерий

    ​Учёные Института систематики и экологии животных СО РАН придумали, как бороться с колорадским жуком с помощью специальных паразитических грибов, бактерий и их метаболитов. Это поможет создать безопасный для природы и человека метод контроля численности вредителя.
    1084
  • 15/08/2017

    Сибирские ученые нашли механизмы, позволяющие насекомым вырабатывать устойчивость к бактериям

    ​Новосибирские ученые совместно с немецкими коллегами изучили, почему насекомые-вредители очень быстро перестают реагировать на биологические инсектициды, и выяснили, что в формировании устойчивости участвуют, в том числе, и эпигенетические механизмы.
    474
  • 06/12/2016

    Новосибирские ученые изучают поведенческие модели птиц

    Учёные Новосибирского государственного университета и Института систематики и экологии животных СО РАН провели исследование изменчивости поведения птенцов барабинской чайки. Экологи поставили эксперимент: создали загородку-лабиринт, в которую помещали детёнышей чаек, чтобы оценить разнообразие присущих им способов решения задач на ориентирование.
    1456
  • 22/05/2015

    Зомби - это реальность?

    ​То, что мы видим в фильмах ужасов, обычно кажется нам несбыточной фантастикой. А зря. Существа, способные превращать своих жертв в зомби, во вред себе безропотно обслуживающих потребности хозяина, испокон веков живут рядом с нами.
    1486
  • 06/06/2016

    Юрий Литвинов: «звери готовы к встрече с человеком, внимание им не вредит»

    ​Зоолог Юрий Литвинов - о том, как помогают животным в зоопарках, где в Сибири не хватает заповедников и кого трудно приручить. Вмешательство человека в условия обитания диких животных приводит к изменениям поведения зверей, а некоторые виды, например, кошачьи, находятся под угрозой исчезновения.
    1384
  • 01/09/2016

    Новосибирскую область заселяют белогрудые ежи

    ​Жители Академгородка все чаще встречают ежей в окрестных лесах, а во дворах ежи приходят пить молоко и воровать кошачий корм из мисок для бездомных кошек (в природе ежи едят насекомых и мелких грызунов).
    1184
  • 22/01/2018

    Ученые ИЦиГ СО РАН рассказали о депрессивном геноме

    Аcademcity.org уже рассказывал, что ученые Института цитологии и генетики СО РАН и Института клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН провели комплексное исследование влияния хронического социального стресса на организм.
    493
  • 08/08/2017

    Ученые установили, что древние жители Алтая выращивали гигантских овец

    Ученые из Алтайского государственного университета (АлтГУ) совместно со специалистами из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН подготовили и осуществили палеогенетические исследования костных останков овец, обнаруженных на юге Западной Сибири при раскопках археологических памятников, которые датируются с помощью радиоуглеродного метода второй половиной III – началом II тыс.
    955
  • 15/02/2018

    Томские ученые доказали эффективность нового метода диагностики заболеваний мозга

    ​Издательство Nature Publishing Group опубликовало результаты исследований ученых ТГУ, подтверждающие эффективность нового метода диагностики заболеваний головного мозга. Уникальный способ неинвазивной оценки состояния оболочек нервных волокон (миелина) при помощи магнитно-резонансной томографи (МРТ) был разработан под руководством профессора Университета Вашингтона, научного руководителя лаборатории нейробиологии НИИ ББ ТГУ Василия Ярных.
    659
  • 13/07/2018

    Древняя ДНК: место сборки

    ​​​​В палеогенетике принята презумпция виновности: сначала гарантируем достоверность полученных данных, а уж затем обсуждаем результаты​​.Последние несколько лет у археологов появилась возможность получать новую информацию о древних популяциях по ДНК, выделенной из найденных скелетов или фрагментов костей.
    278