Для преодоления тяжелого кризиса, охватившего медоносных пчел, ученые предлагают использовать бактерий, живущих в пчелином кишечнике.
В последние десятилетия численность медоносных пчел неуклонно сокращается. В США, например, по сравнению с 40-ми годами ХХ века, количество пчелиных семей упало с 6 до 2,5 миллионов. Гибель пчел связана с рядом причин, включая применение пестицидов на полях, вирусные заболевания, а также паразитического клеща варроа (Varroa destructor), способного погубить население целого улья.
Начиная с 1960-х годов, эти клещи, первоначально обитавшие только в Восточной Азии, вызвали настоящую пандемию у диких и домашних медоносных пчел по всему миру. Сейчас от них свободны только пчелы Австралии и острова Мэн, да и то благодаря строгим карантинным мерам. Взрослые клещи питаются гемолимфой пчел, личинки клещей паразитируют на пчелиных личинках. Если паразитов оказывается слишком много, пчелы погибают. Клещ варроа особенно опасен тем, что заражает пчел вирусным заболеванием, вызывающим деформацию крыльев (deformed wing virus, DWV).
Джеффри Баррик (Jeffrey Barrick) из Техасского университета и его коллеги решили привлечь к борьбе с клещом и вирусом DWV бактерий, живущих в кишечнике пчел. Если в кишечниках людей способны жить тысячи видов бактерий и нельзя найти двух человек с полностью одинаковым набором таких бактерий, то в пищеварительной системе пчел существуют лишь от шести до восьми видов бактерий, поэтому модификация какого-то одного из них будет применима к пчелам в любой точке мира.
Генетической основой метода стал механизм РНК-интерференции. Он заключается в том, что особые короткие молекулы РНК подавляют активность выбранного гена, соединяясь с матричными молекулами РНК, синтезированными на этом гене. В результате, хотя ген продолжает работать, кодируемый им белок не формируется.
Ученые модифицировали одну из кишечных бактерий пчел — Snodgrassella alvi, так чтобы она вырабатывала нужные молекулы РНК, способные подавить критически важные гены клеща и вируса DWV. В эксперименте такие бактерии были добавлены в корм 20 медоносных пчел и таким образом заселили их кишечник. Затем ученые проверили, как чувствуют себя заразившие пчел клещи.
Оказалось, что у пчел, в кишечнике которых жили модифицированные бактерии, вероятность гибели клещей варроа была на 70 % выше по сравнению с контрольной группой. Модифицированная кишечная бактерия сохранялась в кишечнике медоносной пчелы в течение всего времени эксперимента, продолжавшегося 15 дней, и, вероятно, способна находиться там и дольше. При кормлении личинок спасительные бактерии могут передаваться от взрослых пчел потомству.
Исследователи не исключают, что модифицированные кишечные бактерии будут способны также сделать пчел более устойчивыми к пестицидам — еще одной угрозе, которой подвержены пчелы. Однако новый метод еще предстоит проверить в масштабе целой пчелиной семьи, живущей не в лаборатории, а в естественных условиях.
Работа опубликована в журнале Science.
