La scoperta di un nucleo di geni coinvolti nelle risposte delle api mellifere a molteplici malattie causate dai virus può aiutare gli scienziati e gli apicoltori a allevare le api da miele più resistenti allo stress.

"Nell'ultimo decennio, le popolazioni di api da miele hanno subito gravi e persistenti perdite nell'emisfero settentrionale, principalmente a causa degli effetti di agenti patogeni, come funghi e virus", afferma Vincent Doublet, ricercatore post-dottorato presso l'Università di Exeter. "I geni che abbiamo identificato offrono nuove possibilità per la generazione di scorte di api da miele resistenti a questi agenti patogeni".

I recenti progressi nel sequenziamento del DNA hanno spinto numerose indagini sui geni coinvolti nelle risposte delle api da miele ai patogeni. Eppure, fino ad ora, questa enorme quantità di dati è stata troppo macchinosa e idiosincratica per rivelare schemi generali nell'immunità delle api da miele.

"Mentre molti studi hanno usato approcci genomici per capire come le api rispondono a virus e parassiti, è stato difficile confrontare questi studi per trovare i geni e le vie che aiutano l'ape a combattere gli stressanti", dice Christina Grozinger, professore di entomologia a Penn State.

"Il nostro team ha creato un nuovo strumento di bioinformatica che ci ha permesso di integrare le informazioni di 19 con diversi set di dati genomici per identificare i geni chiave coinvolti nella risposta delle api alle malattie".

Nello specifico, i ricercatori hanno creato una nuova tecnica statistica, chiamata analisi diretta del prodotto di rango, una tecnica che consente loro di identificare i geni che sono stati espressi in modo simile attraverso i dataset 19, piuttosto che solo i geni che sono stati espressi più di altri all'interno di un set di dati.

I risultati, pubblicati in BMC Genomics, mostrano che questi geni espressi in modo simile includono quelli che codificano proteine ​​responsabili della risposta al danno tissutale da parte di agenti patogeni e quelli che codificano gli enzimi coinvolti nel metabolismo dei carboidrati dal cibo, tra molti altri. Una diminuzione del metabolismo dei carboidrati può illustrare il costo dell'infezione sull'organismo.

"Le api del miele sono state pensate per rispondere a diversi organismi patogeni in modi completamente diversi, ma abbiamo imparato che per lo più si basano su un nucleo di geni che si accendono o spengono in risposta a qualsiasi sfida patogenetica principale", dice Robert Paxton, professore di zoologia presso il Centro tedesco per la ricerca sulla biodiversità integrata. "Ora possiamo esplorare i meccanismi fisiologici attraverso i quali i patogeni superano i loro ospiti delle api e come le api possono combattere contro quei patogeni".

Le implicazioni dei risultati non sono limitati alle api mellifere. I geni core fanno parte di percorsi conservati, ovvero sono stati mantenuti per tutto il corso dell'evoluzione tra gli insetti e quindi condivisi da altri insetti. Ciò significa che i geni forniscono conoscenze importanti per la comprensione delle interazioni degli agenti patogeni con altri insetti, come i calabroni, e per l'uso di agenti patogeni per controllare i parassiti degli insetti, come gli afidi e alcune falene.

"Questa analisi fornisce una visione senza precedenti dei meccanismi che sostengono le interazioni tra insetti e i loro agenti patogeni", dice Doublet. "Con questa analisi, abbiamo generato un elenco di geni che probabilmente saranno una fonte importante per futuri studi funzionali, per allevare più resilienti riserve di api e per controllare le malattie delle api emergenti".

iDiv, il Centro tedesco per la ricerca sulla biodiversità integrata, con sede a Lipsia, Germania, ha sostenuto il lavoro.

Fonte: Penn State

libri correlati

at InnerSelf Market e Amazon