Kan en snyltehveps redde dine frugtafgrøder?

Hvepsearten Asobara japonica (A. japonica) er en parasitisk organisme, hvilket betyder, at den opretholder sit liv ved at kapre ressourcer fra en vært som frugtfluen Drosophila melanogaster. Hvepsemoderen kan udskille en gift fuld af giftige komponenter, der overvinder værtens immunforsvar for at gøre det muligt for dens babyhvepse at leve inde i værten. I en nyligt offentliggjort artikel i DNA Research , brugte et hold ledet af forskere ved University of Tsukuba forskellige molekylærbiologiske teknikker til at udtænke en protokol for gennedbrydning i hvepsen, der undersøger de specifikke mekanistiske detaljer i denne parasitisme.

Den fascinerende parasitære natur af A. japonica kan have økonomisk nytte for mennesker. A. japonica kan også parasitere Drosophila suzukii, en anden flueart, der ofte påvirker frugtafgrøder negativt. Andre parasitære arter er tidligere blevet brugt til at bekæmpe sådanne skadedyr. For at bruge A. japonica på en lignende måde, søgte University of Tsukuba-teamet at undersøge de molekylære mekanismer, der driver dets parasitære succes for at hjælpe med at udvikle en mere optimal strategi.

Ved hjælp af en klonal stamme af A. japonica og hel-genom-sekventering (WGS) procedurer sekventerede og analyserede holdet hvepsens fulde DNA-kode. De udførte også RNA-sekventeringsanalyse for at forudsige et helt sæt af 12.508 gener i hvepsen.

"Baseret på data fra WGS- og RNA-sekventeringsanalyserne identificerede vi et hvepsegen kaldet ibenholt, som er DNA-koden for et enzym kendt som N-β-alanyl dopamin (NBAD) syntetase," forklarer hovedforfatter Takumi Kamiyama. Primær medforfatter Yuko Shimada-Niwa beskriver dette enzyms ansvar for at omdanne dopaminmolekyler til NBAD og tilføjer, at "tabet af dets funktion påvirker melaninniveauet og resulterer i en mørk kropsfarve."

Holdet brugte derefter en teknik kaldet RNA-interferens (RNAi), som introducerer et syntetisk RNA-molekyle, der målretter mod specifikke RNA-meddelelser i en celle og reducerer ekspression af det gen. Her blev ibenholtsgenet målrettet og viste sig at forårsage kropsfarveændringer i A. japonica, hvilket bekræfter, at RNAi kunne implementeres med succes i hvepsene.

Sekvenseringsdataene hjalp også forskerne med at identificere gruppen af ​​gener, der sandsynligvis er involveret i giftproduktion, fordi de overvejende blev udtrykt i giftkirtlen. RNAi-teknikken hjalp dem også med at bestemme, at giftgenekspression kunne undertrykkes.

Samlet set sætter dette arbejde scenen for fremtidige undersøgelser ved at udvikle et effektivt sæt metoder til at undersøge giftmekanismerne i A. japonica. Reduktion af giftgenekspression med RNAi kan føre til fænotypiske og molekylære ændringer, der kan hjælpe med at belyse disse geners funktioner. Dette vil give vigtig information til udviklingen af ​​denne parasitære art til en insekticidstrategi.