Вирусы передали чешуекрылым белковое оружие против ос-наездников

Наездники – обширная группа паразитоидных перепончатокрылых насекомых, которые откладывают яйца в тела личинок или яйца других насекомых. Чаще всего жертвами наездников оказываются гусеницы бабочек. Однако, как показало недавнее исследование, геномы ряда бабочек содержат гены группы parasitoid killing factor (pkf), которые кодируют белки, токсичные для наездников подсемейства Microgastrinae. Эти же гены были найдены у ряда ДНК-содержащих вирусов, поражающих насекомых, таких как бакуловирусы, энтомопоксвирусы и асковирусы.

Объектом исследования стал вирус MySEV (от Mythimna separata entomopoxvirus), поражающий бабочку — восточную луговую совку Mythimna separata. Авторы показали, что этот вирус опасен и для наездников, пытающихся вывести потомство в гусенице.

Ученые заразили гусениц вирусом, после чего в них отложили яйца наездники Cotesia kariyai или Meteorus pulchricornis. При этом яйца C. kariyai останавливались в развитии и умирали, а M. pulchricornis продолжали жить. Затем авторы показали in vivo, что свободная от вирионов гемолимфа, выделенная из гусениц M. separata, сохраняла летальность для C. kariyai. Дальнейшие исследования подтвердили, что в гемолимфе гусеницы M. separata, зараженной вирусом MySEV, присутствуют некие факторы, токсичные для наездников подсемейства Microgastrinae.

Секвенирование белков по Эдману показало, что токсичным фактором был белок массой 28 кДа, продукт ORF145 вируса. Он выявлялся в жировом теле и гемоцитах зараженных вирусом гусениц. В дальнейшем оказалось, что токсин из жирового тела и гемоцитов представляет собой протоксин, который процессируется в настоящий токсин в гемолимфе. Новый белковый токсин получил название PKF (от parasitoid killing factor).

Гомологичные PKF белки имеются у вирусов насекомых семейств Ascoviridae, Baculoviridae и Entomopoxvirinae, а также у некоторых насекомых-хозяев из отряда чешуекрылых. PKF как вирусов, так и бабочек имели весьма схожую первичную структуру. Дальнейший филогенетический анализ показал неоднократный перенос генов кластера pkf от вирусов к чешуекрылым. Например, у малой совки (Spodoptera exigua) имеется два гена кластера pkf, которые конститутивно экспрессируются на всех стадиях развития бабочки, в том числе во всех тканях гусеницы. Нокдаун этих генов существенно понижал сопротивляемость бабочки наездникам. По механизму действия PKF — индуктор апоптоза клеток. Это еще одно средство в гонке вооружений между вирусами, наездниками и чешуекрылыми.