Krvná múčka posilňuje obranu proti vírusom
Upírske netopiere sa živia výlučne krvou - medzi cicavcami jedinečnou. K tomuto spôsobu života viedli veľmi špecifické adaptácie v priebehu evolúcie.
27/27/2018 Leibnizov inštitút pre výskum zoo a divočiny Výsledky výskumu Biodiverzita HP Topnews Life Sciences
Foto: Brock Fenton
Upírske netopiere sa živia výlučne krvou - jedinečným spôsobom života medzi cicavcami. Dlho sa predpokladalo, že v priebehu evolúcie viedli k tomuto spôsobu života vysoko špecifické adaptácie, ktoré by boli viditeľné v genóme týchto zvierat. Spoločenstvo mikroorganizmov v zažívacom trakte, mikrobióm, pravdepodobne tiež hrá dôležitú úlohu pri trávení krvi. Ako veľmi ovplyvňujú vírusy z krvnej múčky zdravie upírskych netopierov? Vedci z berlínskeho Leibnizovho inštitútu pre výskum zoo a divočiny (IZW) s cieľom skontrolovať tieto predpoklady a odpovedať na túto otázku skúmali spolu s medzinárodnými partnermi genóm netopierov a mikroorganizmy v čreve. Výsledky potvrdzujú veľký význam mikrobiómu pri kŕmení krvi a zlepšovaní odolnosti proti vírusovým infekciám. Ako možný prenášač besnoty sa upírske netopiere považujú za hrozbu pre hospodárske zvieratá. Ukázalo sa, že so sebou nesú menej infekčných vírusov, ako sa doteraz myslelo. Tieto výsledky sú publikované v časopisoch „Nature Ecology & Evolution“ a „EcoHealth“.
Špecializácia na jediný zdroj potravy je často spojená s genetickými adaptáciami. „Bežný upír“ (Desmodus rotundus) patrí do podrodiny upírskych netopierov, ktoré sú prispôsobené na stravu s krvou. Táto forma výživy je tiež známa ako sanguivor, požierač krvi. S nízkym obsahom vitamínov, tukov a glukózy a s vysokým obsahom solí predstavuje krv ako jediný zdroj potravy veľa výziev. Cez krv sú zvieratá tiež vystavené pôsobeniu rôznych patogénov vrátane vírusov. Medzinárodný výskumný tím sekvenoval a analyzoval genóm upírskeho netopiera a vyšetril mikrobióm čreva s cieľom najskôr identifikovať špeciálne úpravy stravy pomocou krvi.
Vedci z Leibniz-IZW a ich kolegovia zistili, že úpravy stravy pomocou krvi možno vysledovať späť k zmenám v genóme aj mikrobióme. Adaptívny výkon zahŕňa širokú škálu procesov - nakladanie s odpadom dusíka a zvýšeným osmotickým tlakom, hromadením železa a zmenami imunity. Mikrobióm upíra sa veľmi líši od mikrobiómu netopierov, ktoré jedia mäso, hmyz alebo ovocie. Obsahuje tiež prospešnejšie baktérie, ktoré sú schopné produkovať antivírusové látky.
V druhej štúdii tím Leibniz IZW a kolegovia z Mexika skúmali výskyt vírusov u upírskych netopierov a hovädzieho dobytka v tej istej oblasti. Prekvapivo u netopierov a hovädzieho dobytka neboli bežné vírusy spôsobujúce choroby. A upírske netopiere mali oveľa menej retrovírusov ako iné netopiere alebo iné cicavce.
„Aby sme porozumeli evolučným adaptáciám zvieraťa, je potrebné ich skúmať z celkového hľadiska, ktoré zahŕňa interakcie zvieraťa s jeho prostredím a jeho mikrobiómom,“ hovorí Dr. Marina Escalera-Zamudio, bývalá doktorandka na Leibniz-IZW, v súčasnosti postdoktorandská štúdia na Oxfordskej univerzite. „U upírskych netopierov pomáha mikrobióm spracovať ťažko stráviteľnú stravu s nízkym obsahom živín v krvi. Okrem toho pomáha úspešne brániť pred vírusmi nachádzajúcimi sa v krvi. Pre mňa ako vedca je to veľmi dobrý príklad vzájomnej závislosti medzi živočíšnym druhom a jeho mikrobiómom, tu vo forme bakteriálneho spoločenstva, počas evolučného procesu, “hovorí Escalera-Zamudio.
Zrejme bolo preceňované aj riziko, že netopiere môžu byť zodpovedné za prenos vírusov. Štúdie ukazujú, že na zodpovedanie tejto otázky je potrebné zohľadniť ekológiu hostiteľa, adaptácie špecifické pre daný druh a mikrobióm.
Publikácie
Zepeda Mendoza ML, X Xiong, Escalera-Zamudio M, Runge AK, Thézé J, Streickerf D, Frank HK, Loza-Rubio E, Liu S, Ryder OA, Samaniego Castruita JA, Katzourakis A, Pacheco G, Taboada B, Löber U, Pybus OG, Li Y, Rojas-Anaya E, Bohmann K, Baeza AC, Arias CF, Liu S, Alex D. Greenwood, Bertelsen MF, Whiten NE, Buncen M, Zhang G, Sicherheitsitz-Pontén T, Gilbert MTP (2017) ): Hologenomické adaptácie, ktoré sú základom vývoja sanguivory u netopiera obyčajného. Ekológia a vývoj prírody. doi: 10,1038/s41559-018-0476-8.
Escalera-Zamudio M, Taboada B, Rojas-Anaya E, Löber U, Loza-Rubio E, Arias CF, Greenwood AD (2017): Vírusové spoločenstvá medzi sympatickými upírmi a dobytkom. EcoHealth. doi: 10,1007/s10393-017-1297-r. 10,1007/s.