Żaby pozwalają odkryć powiązania między genetyką, zachowaniem i chorobą
Choroby mogą powodować poważne zmiany w składzie genetycznym populacji żywicieli, natomiast ów skład genetyczny może mieć wpływ na skutki choroby. Choroba może ponadto prowadzić do zmian w zachowaniu w kontekście doboru naturalnego, co odbije się na strukturze populacji, ponownie wpływając na skutki choroby. Jednakże badania w tym zakresie są dość ograniczone. Zespół projektu EIDPOP (Emerging infectious disease and population genetic structure) postanowił wypełnić tę lukę w wiedzy, badając interakcje pomiędzy genami, zachowaniem a chorobą. Jako model naukowcy wykorzystali układ między żywicielem z rodziny kręgowców a czynnikiem chorobotwórczym, tj. ranawirusem, chorobą podlegającą zgłoszeniu w UE, znaną ze zgubnego wpływu na populację żaby trawnej (Rana temporaria) w Zjednoczonym Królestwie. Transkryptomika to dziedzina nauki, w której geny są odczytywane i poddawane translacji na białka. Podejście to zastosowano do zbadania interakcji między genetyką, zachowaniem i chorobą w układzie między żywicielem R. temporaria a ranawirusem, któremu można przyjrzeć się zarówno w terenie, jak i w laboratorium. Naukowcy amatorzy ze Zjednoczonego Królestwa pomogli w zbieraniu próbek z sadzawek ogrodowych, które zidentyfikowano albo jako zakażone, albo niezakażone ranawirusem. W każdej lokalizacji zbudowano zbiorniki eksperymentalne i poproszono właścicieli sadzawek, by zaczekali aż dojdzie do parzenia się żab, a następnie umieścili pary w oddzielnych zbiornikach. Po złożeniu jaj przez żaby, pobrano próbki od rodziców oraz próbki skrzeku. Metoda ta pozwoliła na swobodny dobór partnera płciowego, a jednocześnie dostarczyła próbek pochodzących od rodziców, jak i potomstwa. Wyniki pokazały, że populacje, które dotychczas nie były wystawione na działanie wirusa, były w mniejszym stopniu zdolne do skutecznej reakcji odpornościowej. Różne reakcje na zakażenie u żab pochodzących z zakażonych i niezakażonych lokalizacji oraz między poszczególnymi wylęgami wynikały najprawdopodobniej z różnic genetycznych. Dodatkowe badanie ujawniło, że ranawirus powoduje zmiany w sposobie odczytu i translacji genów w białka (ekspresja genów). Wyniki badania pozwalają uzyskać cenny wgląd w zmiany ekspresji genów pod wpływem zakażenia i podpowiadają, którym genom warto się przyjrzeć pod kątem interakcji między żywicielem a patogenem. Projekt EIDOP pozwolił lepiej zrozumieć szersze skutki ewolucyjne choroby dla populacji oraz reakcję na ranawirus na poziomie genomowym. Wyniki wniosą także wkład do dalszych badań w zakresie zwalczania chorób przez układ odpornościowy.
Słowa kluczowe
Nowo pojawiające się choroby zakaźne, populacja, ranawirus, Rana temporaria, transkryptomika, naukowcy amatorzy
