病毒可以殺死在受感染的毛蟲(chóng)體內(nèi)生長(zhǎng)的黃蜂幼蟲(chóng)

被稱為寄生蜂的昆蟲(chóng)將卵產(chǎn)在幼蛾幼蟲(chóng)體內(nèi)，將這些毛蟲(chóng)變成可能數(shù)百個(gè)黃蜂后代不知情、注定死亡的孵化器。對(duì)于試圖將毛蟲(chóng)用作復(fù)制工廠的病毒來(lái)說(shuō)，這是個(gè)壞消息。對(duì)于毛毛蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，病毒感染可能是致命的，但它們存活的機(jī)會(huì)可能比黃蜂選擇它們作為活苗圃的情況要高。

現(xiàn)在，一項(xiàng)研究表明某些病毒如何幫助毛蟲(chóng)阻止寄生蜂。研究人員在7月30日的《科學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō)，在一些昆蟲(chóng)病毒中發(fā)現(xiàn)的一組被稱為寄生蜂殺傷因子(PKF)的蛋白質(zhì)對(duì)年輕的寄生蜂具有難以置信的毒性。

研究合著者、東京農(nóng)業(yè)科技大學(xué)昆蟲(chóng)病毒學(xué)家MadokaNakai說(shuō)，新發(fā)現(xiàn)表明病毒和毛蟲(chóng)可以聯(lián)合起來(lái)?yè)敉斯餐狞S蜂敵人。寄生蜂會(huì)殺死病毒賴以生存的宿主，因此病毒會(huì)為自己的家園而戰(zhàn)。“它非常聰明，”Nakai說(shuō)。

更重要的是，研究小組發(fā)現(xiàn)，一些蛾毛蟲(chóng)自己制造了殺黃蜂的蛋白質(zhì)。瓦倫西亞大學(xué)的昆蟲(chóng)病理學(xué)家和遺傳學(xué)家、研究合著者薩爾瓦多·埃雷羅(SalvadorHerrero)說(shuō)，在遙遠(yuǎn)的過(guò)去，有可能有一些飛蛾在病毒感染后幸存下來(lái)，并以遺傳指令的形式“得到了一些禮物”來(lái)制造蛋白質(zhì)在西班牙。這些昆蟲(chóng)可能會(huì)將這種能力傳給后代。在這種情況下，“殺不死你的東西會(huì)讓你變得更強(qiáng)大，”Herrero說(shuō)。

先前的研究表明，病毒和昆蟲(chóng)，包括飛蛾，可以相互交換基因。未參與這項(xiàng)工作的雅典佐治亞大學(xué)昆蟲(chóng)學(xué)家MichaelStrand說(shuō)，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)是這項(xiàng)活動(dòng)的最新例子之一。

“寄生蟲(chóng)與宿主的關(guān)系非常特殊，”他說(shuō)。“像[PKF]這樣的因素對(duì)于確定哪些宿主可以被哪些寄生蟲(chóng)使用可能很重要。”但是，斯特蘭德說(shuō)，毛毛蟲(chóng)是否從病毒中竊取了蛋白質(zhì)的遺傳指令，或者病毒最初是否從另一個(gè)宿主那里竊取了指令，目前尚不清楚。

研究人員在1970年代發(fā)現(xiàn)，感染病毒的毛毛蟲(chóng)可以使用一種未知的病毒蛋白殺死寄生蜂幼蟲(chóng)。在這項(xiàng)新研究中，Herrero及其同事將PKF鑒定為黃蜂殺傷蛋白。研究小組用攜帶遺傳藍(lán)圖制造蛋白質(zhì)的三種昆蟲(chóng)病毒中的一種感染了蛾毛蟲(chóng)。然后，研究人員要么讓黃蜂在毛蟲(chóng)體內(nèi)產(chǎn)卵，要么讓黃蜂幼蟲(chóng)暴露于受感染毛蟲(chóng)的血淋巴——相當(dāng)于血液的昆蟲(chóng)。

被病毒感染的毛蟲(chóng)是寄生蜂Cotesiakariyai的不良宿主;大多數(shù)年輕的黃蜂在它們有機(jī)會(huì)從毛毛蟲(chóng)中脫穎而出之前就死了。來(lái)自受感染毛蟲(chóng)的血淋巴也是黃蜂幼蟲(chóng)的有效殺手，通常會(huì)殺死90%以上的后代。

C.kariyai黃蜂幼蟲(chóng)也無(wú)法在毛蟲(chóng)中存活，包括甜菜夜蛾(Spodopteraexigua)，它們會(huì)產(chǎn)生自己的PKF。當(dāng)研究人員阻斷這些毛蟲(chóng)體內(nèi)的蛋白質(zhì)基因時(shí)，黃蜂得以存活，這表明蛋白質(zhì)是毛蟲(chóng)防御的關(guān)鍵。

一些寄生蜂，包括Meteoruspulchricornis，不受病毒和甜菜夜蛾的PKF影響，使黃蜂后代在毛蟲(chóng)體內(nèi)茁壯成長(zhǎng)。CNRS和法國(guó)圖爾大學(xué)的昆蟲(chóng)病毒學(xué)家ElisabethHerniou(未參與這項(xiàng)工作)說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)表明黃蜂的戰(zhàn)斗能力具有物種特異性。查明為什么有些黃蜂不易感染，可以揭示所有三種生物之間長(zhǎng)期存在的進(jìn)化斗爭(zhēng)的細(xì)節(jié)。

該研究強(qiáng)調(diào)“單個(gè)基因會(huì)干擾[這些]相互作用的結(jié)果，”Herniou說(shuō)。“一種病毒可能有這個(gè)基因，而另一種病毒沒(méi)有，”這可以改變當(dāng)病毒、毛蟲(chóng)和擬寄生物發(fā)生碰撞時(shí)發(fā)生的情況。

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