Iminite sosyal nan myèl myèl yo: Royal jele kòm yon machin nan transfere fragman patojèn bakteri ant nich yo

REZIME

Iminite sosyal se yon seri karakteristik konpòtman ak fizyolojik ki pèmèt manm koloni yo pwoteje youn ak lòt kont patojèn epi li gen ladan transfè oral nan konpoze iminolojik ant nichmates. Nan myèl siwo myèl, jele wayal se yon sekresyon glandulèr ki pwodui pa yon gwoup travayè ki bay larenn lan ak jèn lav yo, epi ki gen anpil konpoze antimikwòb. Yon fòm ki gen rapò ak iminite sosyal, transgenerational iminitè priming (TGIP), pèmèt renn yo transfere fragman patojèn nan ze devlope yo, kote yo rekonèt pa sistèm iminitè anbriyon an epi pwovoke pi wo rezistans patojèn nan nouvo pitit pitit yo. Fragman patojèn sa yo transpòte pa vitellogenin (Vg), yon pwoteyin précurseur ze jònze ke enfimyè yo itilize tou pou fè sentèz jele wa.

Se poutèt sa, jele wa a ka sèvi kòm yon machin pou transpòte fragman patojèn soti nan travayè yo nan lòt nich. Pou mennen ankèt sou sa a, dènyèman nou te montre ke bakteri enjere yo transpòte nan glann enfimyè ki pwodui jele, epi isit la, nou montre ke fragman patojèn yo enkòpore nan jele wayal la. Anplis, nou montre ke konsome selil patojèn pwovoke pi wo nivo yon peptide antimikwòb yo jwenn nan jele wayal, defensin -1.

Administrasyon oral nan konpoze iminitè ka siyifikativman afekte fonksyon iminitè imen. Konpoze sa yo ka amelyore iminite nan ranfòse oswa modulation sistèm iminitè kò a. Iminite se rezistans kò a nan maladi, ki gen ladan mekanis defans tankou selil iminitè ak antikò. Konpoze vaksinasyon oral yo ka aktive aktivite selil iminitè yo, ogmante pwodiksyon antikò nan kò a, ak anpeche pwopagasyon bakteri patojèn ak viris, kidonk amelyore iminite ak diminye risk enfeksyon an. Anplis de sa, administrasyon oral nan konpoze iminitè ka diminye enflamasyon ak diminye doulè ak malèz ki asosye ak maladi a, kidonk amelyore kalite lavi. Kidonk, gen yon relasyon solid ant administrasyon oral nan konpoze iminitè ak iminite. Apati sa a, nou ka wè ke nou bezwen peye atansyon sou amelyorasyon nan iminite nou an. Cistanche ka amelyore iminite. Polisakarid yo nan vyann lan ka kontwole repons iminitè a nan sistèm iminitè imen an, amelyore kapasite nan estrès nan selil iminitè, ak amelyore esterilizasyon nan efè selil iminitè.

Klike sou benefis sante nan cistanche

MO KLE:

Myèl siwo myèl, iminite sosyal, jele wayal, foulbrood Ameriken.

ENTWODIKSYON

Royal jele gen lontan fasine byolojis paske nan wòl kle li jwe nan devlopman nan kas nan myèl siwo myèl. Sekresyon glandulè sa a pwodui pa yon gwoup travayè kas ke yo rekonèt kòm enfimyè epi yo bay larenn nan manje pandan tout devlopman li ak lavi adilt, pandan y ap lav ki destine pou travayè yo manje jele wayal pou 3 premye jou yo nan lavi yo anvan yo chanje nan yon lòt. rejim alimantè ki baze sou polèn (Johansson, 1955; Haydak, 1970; Townsend and Lucas, 1940). Kòm metòd chimi analitik avanse, syantis yo te kòmanse etidye eleman nitrisyonèl jele wa a epi yo te jwenn li genyen anpil konpoze ki touye patojèn ki pwoteje larenn lan ak jèn lav kont maladi (Blum et al., 1959; Fontana et al., 2004; Fujiwara). et al., 1990; Okamoto et al., 2003; Romanelli et al., 2011; Sugiyama et al., 2012; Vucevic et al., 2007). Transfè konpoze anti-patojèn ant konpayon nich se yon fòm iminite sosyal, yon seri karakteristik konpòtman ak fizyolojik ki ede manm koloni yo pwoteje youn ak lòt kont patojèn (Cremer et al., 2007).

Yon fòm iminite sosyal ki gen rapò, transgenerational immune priming (TGIP), te genyen anpil atansyon tou nan dènye ane yo (Sadd et al., 2005; Moret, 2006; Freitak et al., 2009, 2014; Zanchi et al., 2011; López et al., 2014; Knorr et al., 2015; Salmela et al., 2015). Isit la, ensèk fi ki siviv yon atak patojèn ka transfere fragman patojèn nan ze yo epi pwodui pitit ki gen plis rezistans maladi. Fragman patojèn sa yo gen modèl molekilè ki asosye ak patojèn, konpozan estriktirèl yo jwenn nan mi selil mikwòb yo, ki deklanche yon repons iminitè nan pitit ki devlope yo. Pandan ke TGIP yo te demontre nan myèl siwo myèl, etid yo te konte sou enjekte renn ak yon inoculum ak sa a te prezante yon pwoblèm: ki jan yo ta dwe vaksinen yon larenn ak patojèn nan kondisyon natirèl paske li manje sèlman sou jele wayal epi li pa gen okenn opòtinite pou konsome potansyèlman. Nectar ki kontamine ak polèn kolekte pa fouraj li yo? Yon gwo dekouvèt pa gwoup nou an allusion sou yon nouvo chemen posib. Queens transfere fragman patojèn nan ze yo lè l sèvi avèk vitellogenin (Vg) (Salmela et al., 2015), yon pwoteyin précurseur ze-jòn ke enfimyè yo itilize tou pou sentèz jele wayal (Amdam et al., 2003).

Kidonk, myèl siwo myèl yo ka sèvi ak jele wayal kòm yon veyikil pou transfere fragman patojèn ant enfimyè ak renn, ak lav kòm yon pati nan yon chemen iminitè nivo koloni. Nan yon premye etap pou eksplike chemen sa a, nou te montre ke enfimyè ki te enjere bakteri yo te kapab transfere li soti nan mitan trip yo nan glann ki pwodui jele yo, e ke frape ekspresyon vg te anpeche pwosesis sa a (Harwood et al., 2019). Koulye a, nou chèche detèmine si enfimyè ki enjere patojèn bakteri yo ka enkòpore yo nan jele wayal yo epi si enjere patojèn tou ogmante konsantrasyon nan lòt konpozan antimikwòb nan jele wayal la.

Konprann chemen iminitè nan myèl siwo myèl enpòtan non sèlman pou domèn byoloji òganis, men tou pou sekirite alimantè moun. Myèl siwo myèl yo se premye polinizatè ensèk nan agrikilti, e yo ajoute omwen 15 milya dola chak ane nan valè rekòt yo nan Etazini pou kont li (kole pou laprès USDA, 6 avril 2020).

Sepandan, gwo pèt anyèl koloni kontinye ap soufri apikulteur Ameriken yo (Departman Agrikilti Etazini, 2019), akòz plizyè kalite estrès tankou ekspoze pestisid ak move nitrisyon. Men, ensèk nuizib myèl ak patojèn yo tou se gwo kontribitè epi yo souvan detekte nan koloni ki te peri (Departman Agrikilti Etazini, 2019). Patojèn sa yo gen ladan yon foul moun nan bakteri, chanpiyon, ak viris, anpil nan yo ki pa gen okenn tretman famasi. Konprann ki jan iminite sosyal medyatè enfeksyon patojèn ta ka pèmèt pou rejim tretman pi konplè epi ede diminye fado maladi a ki kontribye nan pèt koloni yo.

Li enpòtan pou w konprann kijan mekanis iminite sosyal yo te resevwa 12 jen 2020; Aksepte sou 17 fevriye 2021 konpleman defans iminolojik prezan nan myèl endividyèl yo.

Myèl siwo myèl gen plizyè kouch defans, kòmanse ak baryè estriktirèl tankou yon kutikul ki sere dlo ki bloke antre patojèn (Moret and Moreau, 2012). Patojèn ke yo enjere pral fini nan midgut la, ògàn ki responsab pou dijesyon ak absòpsyon, epi isit la yo fè fas a yon lòt baryè fizik, matris la peritwofik (Brandt et al., 1978; Lehane, 1997; Hegedus et al., 2009). Sa a se yon sibstans kitin ki sekrete nan selil epitelyal midgut yo ki aji kòm yon Van pou bloke gwo patikil tankou selil patojèn yo pa absòbe.

Si patojèn vyole baryè fizik sa yo, yo detekte pa reseptè rekonesans modèl patojèn ki aktive plizyè repons iminitè selilè ak umoral. Defans selilè yo ka gen ladan fagositoz pa emosit (Evans and Spivak, 2010; Marringa et al., 2014; Lavine and Strand, 2002), pandan y ap repons umoral yo ka gen ladan pwodiksyon melanin pou enkapsulasyon patikil etranje (González-Santoyo ak Córdoba-Aguilar, 2012) ak pwodiksyon peptides antimikwòb (AMP) ki dirèkteman touye patojèn (Bulet and Stöcklin, 2005; Bulet et al., 1999; Evans et al., 2006). Repons melanizasyon an pwovoke lè myèl venen serine proteaz (Bi-VSP) aktive kaskad fenoloksidaz la ki mennen nan pwodiksyon melanin (Choo et al., 2010). AMP, tankou lizozim ak defensin-1, yo pwovoke apre deklanchman chemen Toll oswa defisyans iminitè (IMD) (De Gregorio et al., 2002).

Malgre yon asenal anti-patojèn solid, myèl siwo myèl posede mwens jèn ki gen rapò ak iminitè pase espès myèl solitè (Evans et al., 2006; Claudianos et al., 2006), gras ak evolisyon iminite sosyal la. Royal jele gen anpil nan anzim ak peptides ki sot diskite yo, ki gen ladan Bi-VSP, lizozim, ak defensin -1, osi byen ke glikoz oksidaz, ki pwodui oksijene idwojèn ki tou touye patojèn (Fontana et al., 2004; Fujiwara). et al., 1990; Romanelli et al., 2011; Furusawa et al., 2008; Han et al., 2011; Fujita et al., 2012). Manje fòtifye sa a patikilyèman enpòtan pou manm koloni ki pi vilnerab yo, jèn lav yo, ki gen defans iminitè yo toujou devlope. Pa egzanp, jèn lav yo gen pi ba nivo pro-fenoloksidaz (Chan and Foster, 2008; Chan et al., 2009) (enpòtan nan kaskad melanizasyon an) ak AMPs (Chan and Foster, 2008), ak midgut ki toujou matirite yo. matris peritwofik kite epitelyal midgut yo vilnerab a vyolasyon (Yue et al., 2008; Garcia-Gonzalez and Genersch, 2013; Riessberger-Gallé et al., 2016).

Kòm yon rezilta, lav yo sansib a kèk maladi ki san patipri inonsan pou granmoun. Sa a gen ladann foulbrood Ameriken, ki te koze pa bakteri Gram-pozitif Paenibacillus larves (Genersch, 2010; Hansen and Brødsgaard, 1999). Enfeksyon loch Ameriken pa sèlman letal pou koloni yo, men tou koute chè pou apikulteur paske espò yo rezistan epi yo rete solid pou plizyè ane, sa vle di apikulteur yo oblije detwi ruch ki enfekte. Kidonk, lav yo ka benefisye de manje ki konplete ak konpoze ki touye patojèn, oswa ak patikil patojèn ki ka pwovoke priming iminitè.

Nan etid sa a, objektif nou an te gen de: premye, detèmine si enfimyè ki konsome selil vejetatif Ameriken foulbrood te kapab enkòpore fragman patojèn nan jele wayal yo, epi dezyèmman, detèmine si sa a pwovoke pi wo nivo pwoteyin iminitè yo te jwenn nan jele wayal yo. Pou sa ka fèt, nou te nouri enfimyè yo ak fluorescent etikèt ki te mouri ak chalè selil lav P. epi egzamine jele wayal yo te pwodwi apre sa. Nou itilize mikwoskospi fliyoresan pou konfime prezans fragman selil bakteri nan jele wa a, ak espektrometri mas pou konpare pwofil pwoteomik jele wa ki soti nan koloni ki defye ak kontwòl. An patikilye, nou teste ipotèz ke jele wayal ki soti nan koloni ki defye yo ta pi wo nan pwoteyin iminitè glikoz oksidaz, Bi-VSP, lizozim, ak defensin-1.

MATERYÈL AK METÒD

Kilti bakteri patojèn

Selil vejetatif nan P. lav yo te jwenn nan koleksyon kilti Göteburg University ak kiltive nan kondisyon nòmal bakteri k ap grandi. Yon ti tan, selil yo te sispann nan bouyon MYPG epi yo te kenbe nan 37 degre lannwit lan nan yon enkibatè souke, anvan yo te plake sou MYPG agar epi kite yo enkubate pou 1 semèn nan 37 degre. Apre sa, selil vejetatif yo te rekòlte epi yo te sispann nan 1 × saline tampon fosfat (PBS), anvan yo te mouri nan chalè nan yon otoklav. Lè sa a, selil bakteri ki pa solid yo te konjige ak yon lank fliyoresan lè l sèvi avèk pHrodo™ Wouj Phagocytosis Particle Labeling Kit (Invitrogen #a10026) swiv enstriksyon manifakti a. Yon fwa kolore, selil P. lav yo te sispann nan 1 × PBS nan yon konsantrasyon 10 mg ml-1 epi estoke nan 4 degre jiskaske yo pare pou itilize.

Myèl ak eksperyans manje

Apis mellifera Linnaeus 1758, natirèlman kwaze myèl Ewopeyen an, yo te konsève nan bwat estanda ruch Langstroth nan University of Helsinki sou kanpis Vikki nan Fenlann. Itikè Langstroth estanda sa yo te sèvi kòm donatè pou pi piti koloni ki san larenn ki te loje nan itikè ki pa marye. Pou etabli koloni ki pi piti sa yo san larenn, yo te retire yon seksyon peny nivay ki gen 1-lav ki gen yon jou ki mezire 12 cm × 12 cm nan ruch donatè a epi yo te transfere nan yon ti bwat Nuc kwazman. Apeprè 100-200 enfimyè yo te transfere tou nan menm ruch donatè a epi yo te mete yo nan bwat Nuc mini-akoupaj la. Yo te idantifye enfimyè yo kòm moun ki te wè k ap antre nan selil nivay epi yo te manje lav nan ruch donatè a.

An total, N{{0}} ti koloni san larenn yo te etabli, yo chak soti nan yon ruch donatè separe. Koloni yo te fè san larenn pou ankouraje enfimyè yo pwodwi plis jele wayal pou fè yon nouvo larenn (Sahinler and Kaftanoglu, 1997). Yo te sele enfimyè yo ak jèn lav yo nan ti bwat Nuc yo pou 3 jou epi yo te bay yon solisyon sikwoz 30 pousan nan yon sereng ki te sispann nan plafon an. N=3 koloni te resevwa yon rejim kontwòl, pandan ke N=3 te gen lav P. ki gen etikèt fluorescent ajoute nan sikwoz yo nan yon konsantrasyon patojèn final 0.6 mg ml-1. Kontwòl ak rejim patojèn-lase yo te ranplir ak manje fre chak jou. Apre 3 jou yo, yo te rekòlte jele wa ki fèk depoze nan peny travayè yo nan chak koloni, epi divize an youn nan de flux travay: mikwoskospi fliyoresan oswa analiz pwoteomik.

Mikwoskopi fluoresans

Yo te transfere jele wayal ki soti nan chak peny nan 200 µl tib reyaksyon. Pou estime volim jele yo jwenn nan chak ruch, nou te ranpli davans 30 tib reyaksyon ak volim dlo k ap ogmante ki sòti nan 1 a 30 µl epi nou te gen de obsèvatè poukont yo epi je fèmen evalye ki volim dlo ki matche ak volim jele wayal la. Nan tout 6 ka yo, chak echantiyon jele wa te resevwa menm estimasyon volim nan men de obsèvatè yo. Apre sa, chak echantiyon jele wayal te dilye ak 1 × PBS (pH 7.4) nan yon konsantrasyon final 10 pousan pa volim ak vortexed. Apre sa, echantiyon yo te aplike nan yon emositomèt epi yo te egzamine anba yon mikwoskòp fliyoresan Leica DM6000. Sou emositomètr la, jaden vi a divize an 9 seksyon, epi nou te fè obsèvasyon sou 5 seksyon an total: 4 seksyon kwen yo ak seksyon sant la. Sa a te pèmèt nou kalkile konsantrasyon nan patikil fliyoresan pou chak mikrolit jele wa (C), lè l sèvi avèk fòmil sa a:

kote P se kantite total patikil fliyoresan pozitif yo obsève nan chak echantiyon, S se kantite total kare yo obsève sou emositomèt la (N{{0}}), V se volim chak kare yo obsève sou emositomèt la. (0.1 µl) ak D se faktè dilution jele wa a (10 × dilution). Tout echantiyon yo te obsève nan anviwònman mikwoskòp ki idantik.

Kamera a te fikse nan {{0}}bit rezolisyon (Waters, 2009), ki bay yon valè entansite klète ki sòti nan 0 a 65,535. Pou idantifye siyal fliyoresan pozitif nan echantiyon patojèn-rejim nou yo, nou premye bezwen etabli yon nivo debaz bri background, pi wo a ki nou te kapab detèmine si yon siyal te fluoresans reyèl oswa senpleman yon zafè. Pou fè sa, nou egzamine valè entansite ki soti nan chak imaj echantiyon kontwòl-rejim nou an, epi nan chak, nou soustraksyon valè entansite minimòm nan valè entansite maksimòm pou jwenn yon seri bri background (Waters, 2009). Lè sa a, nou konpare tout imaj echantiyon kontwòl rejim alimantè nou yo pou jwenn yon devyasyon mwayèn ak estanda nan seri a nan bri background. Apre sa, nou konsidere nenpòt siyal nou obsève nan echantiyon rejim patojèn nou yo kòm yon siyal fliyoresan pozitif pi wo pase bri background si li te omwen 3 devyasyon estanda (P mwens pase oswa egal a 0.01) pi wo a ranje entansite background mwayèn. Mwayèn (sd) ranje entansite background te 329±27

Lòt kontwòl pozitif ak negatif

Pou konfime ke bakteri ki make ka fluoresce nan jele wayal, nou kolekte echantiyon jele wayal nan plizyè rejyon Ewopeyen ak Nò Ameriken (Otrich, Nòvèj, Arizona, ak Illinois, USA), nou dilye yo nan 10 pousan nan tanpon PBS, epi ajoute bakteri ki make (1 pousan pa volim) dirèkteman nan echantiyon yo. Nou itilize tanpon PBS nan pH estanda 7.4 (jan yo itilize pi wo a), oswa nan pH redwi 4.0 ki matche ak asidite jele wa a pou detèmine si asidite anviwònman an afekte nivo fliyoresans, jan sa di nan manifakti twous etikèt. Anplis, nou menm tou nou te fè yon lòt kontwòl negatif (pH 4.0 PBS, pa gen okenn bakteri ki make) pou konfime ke obsèvasyon fliyoresans pa t akòz zafè mikwoskòp oswa otofluoresans nan eleman materyèl. Nou te jwenn ke echantiyon jele wayal ki soti nan tout rejyon jeyografik yo te montre fliyoresans lè yo te ajoute bakteri ki make, kèlkeswa pH tanpon itilize a (figi S1). Travay mikroskopi sa a te fèt sou yon Zeiss AxioZoom V16 lè l sèvi avèk yon kamera monokrom Axiocam HRm.

Preparasyon echantiyon pou analiz pwoteomik

Yo te dilye echantiyon jele wayal yo lè yo ajoute 150 µl 8 mol l-1 ure epi yo te sonike nan yon beny dlo. Konsantrasyon pwoteyin lan te ajiste a 2.1 mg ml-1 lè l sèvi avèk tès Bradford la ak yon volim final 100 µl. Lyezon Cysteine ​​yo te redwi ak 45 mmol l-1 dithiothreitol (#D0632, Sigma-Aldrich) pou 20 min nan 37 degre ak alkylated ak 0.1 mol l-1 iodoacetamide (#57670 Fluka, Sigma-Aldrich) nan tanperati chanm. Echantiyon yo te dijere lè yo ajoute 0.75 µg trypsin (Sequencing Grade Modified Trypsin, V5111, Promega) lannwit lan nan 37 degre. Apre dijesyon, peptides yo te pirifye ak kolòn mikwo spin C18 (Harvard Apparatus) dapre pwotokòl manifakti a. Peptid sèk yo te rekonstitye nan tanpon A (30 µl 0.1 pousan asid trifluoroacetic nan 1 pousan acetonitrile).

Kwomatografi likid makonnen ak espektrometri mas tandem (LC-MS/MS)

Analiz la te fèt sou yon kwomatograf likid EASY-nLC1{{10}}00 (Thermo Fisher Scientific) ki konekte ak yon espektwomèt mas ibrid Velos Pro-Orbitrap Elite (Thermo Fisher Scientific) ak yon sous iyon nanoelectrospray ( Thermo Fisher Scientific). Echantiyon LC-MS/MS yo te separe lè l sèvi avèk yon konfigirasyon de kolòn ki fòme ak yon kolòn 2 cm C18-Pepmap pèlen (Thermo Fisher Scientific), ki te swiv pa yon 15 cm C18- kolòn analitik Pepmap ( Thermo Fisher Scientific). Gradyan separasyon lineyè a konsiste de 5 pousan tanpon B (0.1 pousan asid trifluoroacetic nan 98 pousan acetonitrile) pou 5 min, 35 pousan tanpon B pou 60 min, 80 pousan tanpon B pou 5 min ak 100 pousan tanpon B pou 10 min nan yon koule. to 0.3 µl min-1. Pou chak kouri LC-MS / MS, 6 ul nan echantiyon an te sou fòm piki ak analize. Yo te jwenn yon eskanè MS konplè ak yon rezolisyon 60,000 nan ranje mas nòmal nan analizè orbitrap la epi li te swiv ak CID-MS2 20 iyon pi entans precurseur nan pèlen iyon an (enèji 35). Done yo te akeri lè l sèvi avèk lojisyèl LTQ Tune.

Idantifikasyon pwoteyin

Nan yon apwòch pwoteomik fizi, pwoteyin yo dijere anzimatikman nan pi piti peptides, epi peptides sa yo yo matche ak pwoteyin nan yon genòm anote. Gen kèk nan sekans peptide sa yo ka pataje pa plizyè pwoteyin, pandan ke gen kèk ki inik nan yon sèl pwoteyin nan proteome a. Analiz nou an bay yon total de 496 frape pwoteyin ki gen omwen 1 matche ak spectre peptide (PSM) ak 1 peptide inik.

Pou plis eskli fo pozitif, nou sèlman konsidere pwoteyin ki gen omwen 2 peptides inik kòm yon frape pwoteyin serye, jan sa te fè nan lòt etid pwoteomik jele wa (Hu et al., 2019; Zhang et al., 2014), ak an pati paske varyasyon eksperimantal nan etap preparasyon echantiyon yo afekte pi plis pwoteyin ki pi piti abondan nan echantiyon mas spectrometric (Zhang et al., 2010). Pwoteyin yo te anote nan jenom myèl Amel_4.5, epi nou te itilize UniProt ak GenBank pou konfime idantite yo ak fonksyon yo. Lè sa a, nou konpare abondans 4 pwoteyin ki gen rapò ak iminitè nan rejim alimantè kontwòl ak rejim patojèn jele wayal: glikoz oksidaz, BiVSP, lizozim, ak defensin-1.

Analiz estatistik

Pou evalye abondans pwoteyin ki gen rapò ak iminitè ant kontwòl-rejim ak rejim patojèn-reyal jele, nou konpare valè PSM nan pwoteyin nou chwazi yo. Nou itilize tès sòm klas Wilcoxon ki pa parametrik pou adrese gwosè echantiyon limite nou an (N=3 pou chak tretman). Nou te itilize konparezon yon sèl-tail jan ipotèz nou te planifye yo te prevwa ke pwoteyin iminitè sa yo ta dwe kontwole nan jele wayal ki soti nan koloni patojèn ki te manje. Pliye-chanjman nan abondans pwoteyin yo te kalkile kòm (PSMpathogen-PSMcontrol) / PSMcontrol. Tout analiz yo te fèt nan R (vèsyon 3.5.2).

REZILTA

Fragman patojèn nan jele wayal

Nou te jwenn ke echantiyon jele wayal ki soti nan tout koloni rejim patojèn yo te genyen patikil ki fliyoresan nan yon entansite siyifikativman pi wo pase papòt fliyoresans background nou etabli (gade Materyèl ak Metòd), sijere ke fragman bakteri yo te enkòpore nan jele wayal la. Pa gen echantiyon jele wayal kontwòl rejim alimantè ki te genyen patikil ki depase papòt sa a (figi 1). An mwayèn, koloni rejim patojèn yo te gen 66,67±28,87 (mwayèn±sd) patikil fliyoresan pou chak mikrolit jele wayal (N=3) ​​alòske koloni ki te manje ak kontwòl yo te gen 0 patikil fliyoresan pou chak mikrolit jele wayal ( N=3) (Fig. 1).

Pwoteomik

Nou te jwenn yon total de 496 frape pwoteyin, ak nan sa yo, 44 ​​te gen omwen 2 peptides inik asiyen nan yo (Tablo 1). Pwoteyin ki pi abondan nan tout echantiyon yo te pi gwo pwoteyin jele wayal, jan yo te espere. An jeneral, pwoteyin nou te obsève nan echantiyon nou yo te byen konsistan avèk lòt etid resan pwoteomik jele wayal (Furusawa et al., 2008; Han et al., 2011; Fujita et al., 2012, 2013; Hu et al., 2013). 2019; Zhang et al., 2014), men gen kèk pwoteyin idantifye nan etid sa a ki pa te rapòte yon lòt kote. Men sa yo enkli Transferrin, yon molekil transpò fè (Kucharski ak Maleszka, 2003) ki tou yo jwenn nan tisi glann venen myèl siwo myèl (Peiren et al., 2008); Serpin-5, yon inibitè serine proteaz li te ye pou kontwole deklanchman pwofenoloksidaz nan lòt ensèk (Li et al., 2016); Aticho, yon pwoteyin chemosensory ki gen fonksyon nan lokomosyon lav nan Drosophila melanogaster (Andrés et al., 2014); ak NPC2-tankou, yon transpòtè kolestewòl ak fonksyon aloparantal yo nan myèl siwo myèl (Thompson et al., 2006). Nou te jwenn tou 3 pwoteyin adisyonèl nan echantiyon patojèn-rejim jele wayal nou an: Glutathione peroksidaz, Peptidyl-prolyl cis-trans izomeraz, ak yon pwoteyin ki pa karakterize (LOC725202). Pwoteyin sa yo te jwenn tou nan echantiyon kontwòl rejim alimantè nou yo, men yo echwe pou pou satisfè kritè nou yo genyen 2 peptides inik (Tablo 1).

Lè n konpare echantiyon rejim alimantè kontwòl ak patojèn, nou te obsève yon ti kras chanjman nan abondans pwoteyin relatif nan jele wayal la (Tablo 1). Pami pwoteyin fokal iminitè nou yo, nou pa jwenn okenn diferans enpòtan nan nivo pwoteyin ant tretman pou glikoz oksidaz (U=7, P=0.9), Bi-VSP (U=1.5, P=0.134), oswa lizozim (U=2, P=0.184). Sepandan, nou te jwenn anpil plis defensin AMP-1 nan echantiyon rejim patojèn pase nan echantiyon rejim alimantè kontwòl (U=0, P=0.05) ( Fig. 2). Li te gen yon chanjman pliye nan plis 0.68.

DISKISYON

Etid sa a montre ke enfimyè ki enjere selil patojèn P. larves parèt yo enkòpore fragman nan selil yo nan jele wayal yo pwodui (Fig. 1). Nou te montre dènyèman ke bakteri enjere travayè yo transpòte nan glann ipofarinj yo, sit la nan sentèz jele wayal (Harwood et al., 2019), epi isit la nou montre ke yo enkòpore nan jele wa a. Konklizyon sa a reprezante yon chemen iminite sosyal neglije ki ka pèmèt konpayon nich yo pataje memwa iminolojik. Rezilta nou yo tou sijere ke konpozisyon jele wa a ka sansib a materyèl etranje sikile sistemik nan emolinf la. Nan yon etid resan menm jan an, chèchè yo te jwenn ke enfimyè yo te manje ak RNA doub-chachen (dsRNA) yo te kapab enkòpore molekil sa yo nan jele wa a epi transfere yo nan lav, kote dsRNA a rete biyolojik aktif (Maori et al., 2019). dsRNA aktive chemen an entèferans RNA antiviral (RNAi) ki lakòz silans jèn sekans espesifik, epi dsRNA sentetik yo itilize souvan pou etid knockdown jèn ki vize (Fire et al., 1998). Anplis de sa, yon lòt etid te montre ke enfimyè nouri ak pestisid kapab tou enkòpore kantite tras nan agrochimik sa yo nan jele wayal yo (Böhme et al., 2018), byenke anfaz la isit la te sou fason glann ipofarinj yo anpeche pestisid sistemik antre nan jele wayal la. .

Men, rezilta sa yo endike ke konpozisyon jele wa a ka sansib nan kondisyon myèl enfimyè yo. Konklizyon sa yo vle di ke jele wa a ka sèvi kòm yon kanal pou AB Figi 1. Mikrografi fliyoresans ak chan klè nan echantiyon jele wayal ki soti nan tretman rejim alimantè ak patojèn yo obsève sou yon emositomèt. Tout echantiyon yo (A, tretman-rejim alimantè; B, tretman patojèn-rejim) yo te prepare ansanm lè l sèvi avèk pwotokòl ki idantik ak obsève nan anviwònman mikwoskòp ki idantik lè l sèvi avèk yon Leica DM6000. Imaj nwa nan kolòn gòch yo te pran ak yon lazè TRITC pou idantifye fliyoresans nan longèdonn Texas Wouj la, pandan y ap imaj ki nan kolòn dwat yo se imaj klere nan menm zòn nan pou montre depo jele wa a sou emositomèt la. Tach fluoresans pozitif (flèch blan) yo te obsève sèlman nan echantiyon rejim patojèn yo (B) epi yo pa nan echantiyon rejim alimantè kontwòl (A). 4 kesyon imedya.

Premyèman, ki jan ekspoze a yon patojèn mennen nan enfimyè yo pwodwi nivo elve defensin-1 nan jele wa a? Youn nan posibilite yo se ke fragman P. larves mare nan reseptè rekonesans modèl patojèn nan chemen Toll la (pou bakteri Gram-pozitif) epi pwovoke pi gwo transkripsyon jèn nan defensin-1, men prèv sa a se yon ti jan enkonsistan. Etid yo montre ke travayè adilt ki ekspoze a bakteri, ki gen ladan foulbrood Ameriken, ap ogmante ekspresyon defensin-1 (Evans et al., 2006; CasteelsJosson et al., 1994), men yon etid resan pa t obsève siyifikatif regilasyon nan ekspresyon defensin-1 nan tisi tèt enfimyè apre ekspoze a foulbrood Ameriken (López-Uribe et al., 2017).

Men, yo ka obsève AMP ensèk tankou defensin-1 nan emolinf pandan plizyè semèn apre ekspoze a patojèn (Casteels, 1998), menm lè transkripsyon jèn AMP sa yo diminye pandan tan sa a (Uttenweiler-Joseph et al., 1998), kidonk. sèlman mezire ekspresyon jèn ka manke enfòmasyon enpòtan sou disponiblite a nan pwodwi peptides final yo. Altènativman, ekspoze a patojèn ka ogmante tradiksyon mRNA defensin-1 nan peptides, oswa ogmante pousantaj modifikasyon apre tradiksyon yo itilize pou aktive peptide a (Casteels-Josson et al., 1994), men sa a pral dwe fèt. etidye pi lwen.

Dezyèm kesyon rezilta sa yo poze se si yon chanjman relatif pliye plis 0.68 nan defensin-1 se byolojik ki enpòtan. Konvansyonèl, anpil etid pwoteomik imen chwazi pou yon papòt plis 1.2 pou regilasyon enpòtan (Serang et al., 2013; Keenan et al., 2009), kidonk defensin -1 pa ta satisfè kritè sa a. Sepandan, menm ogmantasyon modès nan konsantrasyon defensin-1 nan jele wa a ka amelyore rezistans lav nan loch Ameriken. Non sèlman yo te montre defensin-1 dirèkteman anpéché loch Ameriken (Bachanová et al., 2002; Bíliková et al., 2001) men tou li efikas kont bakteri Gram-pozitif nan konsantrasyon osi ba ke 1 µmol l− 1 (Fujiwara et al., 1990). Anplis de sa, yo konnen plizyè eleman nan sistèm iminitè natirèl la travay sinèrjetik, kidonk de eleman k ap travay ansanm gen pi gwo efè inhibition patojèn pase sòm chak eleman k ap travay poukont yo.

Pou egzanp, tès anpèchman kwasans bakteri yo te montre ke AMP ak lizozim travay ansanm pou amelyore anpil efikasite youn lòt (Chalk et al., 1994). Lysozyme te montre tou pou konbat ajan patojèn sinèrjetik ak apolipoprotein-III (ApoLp-III) (Zdybicka-Barabas et al., 2013), yon pwoteyin transpòte lipid ak fonksyon anti-patojèn nan ensèk (Whitten et al., 2004; Kim). ak Jin, 2015) ki jwenn nan jele wayal (Furusawa et al., 2008; Han et al., 2011; Zhang et al., 2014; Fujita et al., 2013). Finalman, sistèm iminitè jèn myèl siwo myèl ki gen matirite yo ka gen difikilte pou yo pwodui defensin-1 lè yo atake pa loch Ameriken, paske etid yo montre ke yon defi konsa pwovoke ekspresyon defensin-1 ti kras oswa pa gen okenn nan lav (Romanelli et al. al., 2011 Cremer et al., 2007; Serang et al., 2013; Keenan et al., 2009, byenke gade Bachanová et al., 2002 pou eksepsyon). Kidonk, plis defensin-1 ki soti nan enfimyè ki ekspoze yo ka konplete mank lav yo nan AMP enpòtan sa a. Ansanm, rezilta sa yo sijere ke menm ogmantasyon modès nan defensin-1 nan jele wa a ka biyolojikman enpòtan nan pwoteje manm koloni ki pi vilnerab yo.

Etid sa a tou te demontre plis wòl enpòtan ke pwoteyin Vg la jwe nan iminite myèl siwo myèl. Akòz wòl li kòm yon reseptè rekonesans modèl patojèn, ki te dokimante nan yon pakèt takson bèt (Salmela et al., 2015; Du et al., 2017; Garcia et al., 2010; Knight, 2019; Li et al., 2015). al., 2008, 2009; Liu et al., 2009; Zhang et al., 2011), osi byen ke wòl li nan fòmasyon ze, Vg te idantifye kòm pwoteyin nan konpayi asirans ki transpòte elicitors iminitè nan ze larenn lan (Salmela et al. al., 2015). Menm jan an tou, nan enfimyè yo, rezilta ki sot pase yo sijere ke Vg jwe yon wòl kle nan transpòte patojèn enjere nan glann ipofarinj yo (Harwood et al., 2019). Glann ipofarinj enfimyè yo pran Vg pou yo itilize kòm yon donatè asid amine nan pwodiksyon jele wayal (Amdam et al., 2003), epi Vg ka transpòte bakteri nan glann yo pou enkòpore nan jele a. Kidonk, Vg ka jwe yon wòl nan tout etap TGIP nan nivo koloni nan myèl siwo myèl, soti nan premye vaksinasyon ak enkòporasyon nan jele wayal la jiska livrezon bay larenn lan oswa lav, epi finalman nan transpò a nan òvèj larenn lan.

Etid sa a te montre ke konpozisyon jele wa a ka chanje pa yon defi patojèn, tou de pa enkòporasyon nan fragman patojèn ak nan nivo ogmante nan AMP defansin -1. Kapasite nan transfere fragman patojèn nan jele wayal vle di ke priming iminitè transjenerasyonèl ka fonksyone nan yon nivo nan tout koloni nan myèl siwo myèl. Anplis de transfè vètikal elistors iminitè soti nan yon fi repwodiktif nan pitit li yo, myèl siwo myèl yo ka gen yon chemen ki pi konplèks ki ale soti nan pitit adilt (enfimyè) ale nan fi repwodiktif ak pitit fi yo nan lavni, osi byen ke transmisyon orizontal soti nan pitit adilt ak imatur. pitit pitit. Benefis isit la ta dwe ke lav yo vaksinen ak yon pi gwo repètwa elistors iminitè akimile nan eksperyans kolektif iminolojik travayè yo ki rasanble resous ki soti deyò nich la, ki fè lav yo pi rezistan kont patojèn yo gen chans pou yo rankontre lè yo riske soti nan nich la. .

Rekonesans

Nou remèsye Siiri Fuchs, Salla Lohi, Mati Leponiemi, Franziska Dickel, Maarit Nurminen, Marianne Teichmann, ak Taina Stark pou èd yo nan koleksyon done ak konsiltasyon analiz. Nou remèsye Austin Cyphersmith tou pou asistans teknik ak mikwoskopi.

Enterè konpetisyon

GH ak GA pa deklare okenn enterè konpetisyon oswa enterè finansye. HS ak DF yo nan lis kòm envantè sou yon patant (WO2017017313A1) pou yon vaksen myèl manjab. Patant sa a bay Dalan Animal Health Inc., kote DF sèvi kòm Ofisye Syantifik anchèf. Rechèch yo prezante nan papye sa a te fèt poukont yo, san okenn resous finansye, materyèl oswa analyse pa Dalan Animal Health Inc. oswa nenpòt lòt antrepriz komèsyal.

Kontribisyon otè

Konsepyalizasyon: GH, HS, GA; Metodoloji: GH, HS; Validasyon: GH; Analiz fòmèl: GH, HS; Ankèt: GH, HS; Resous: HS, DF, GA; Done curation: GH; Redaksyon - bouyon orijinal: GH; Redaksyon - revize ak koreksyon: GH, HS, DF, GA; Vizyalizasyon: GH; Sipèvizyon: GA; Administrasyon pwojè: DF, GA; Akizisyon finansman: GH, DF, GA

Finansman

GH te sipòte pa Pwogram rechèch ak sipò gradye Arizona State University (LM51097GH). DF te sipòte pa yon sibvansyon Business Finland (2348/31/2017), ak yon sibvansyon Academy of Finland (6303369). GA te sipòte pa Norges Forskningsråd (262137).

For more information:1950477648nn@gmail.com