Паразитический червь превращает муравьев в бездеятельных долгожителей

Плоский червь Anomotaenia brevis использует желудевых муравьев (Temnothorax nylanderi) как промежуточного хозяина, чтобы в конечном итоге попасть в пищеварительный тракт дятла. Зараженный рабочий муравей кардинально меняет поведение: он практически не двигается, не добывает пищу, не проявляет агрессии и живет необычно долго — подобно матке колонии.

Механизм действия: жировое тело и мозг

Исследователи изучили ткани зараженных насекомых с помощью РНК-секвенирования. Оказалось, что паразит действует избирательно: в жировом теле (аналоге печени и иммунной системы у насекомых) он активирует гены, характерные для маток. У зараженных рабочих запускаются программы долголетия, метаболизма и стрессоустойчивости, в частности усиливается выработка белка трансферрина. Всего в жировом теле было зафиксировано 111 генов, работающих так же, как у здоровых маток.

В мозге же червь подавляет ключевые нейропептиды. Уровень тахикинина, отвечающего за агрессию, резко снижается. Короткий нейропептид F (sNPF), который мотивирует муравьев искать пищу, также почти не вырабатывается. В результате зараженные особи становятся пассивными и остаются в гнезде, где их с большей вероятностью съест дятел — конечный хозяин паразита.

Гипотеза мимикрии не подтвердилась

Ранее биологи предполагали, что червь выделяет вещества, имитирующие муравьиные гормоны — так называемая молекулярная мимикрия. Однако анализ транскриптома паразита не выявил у него генов, кодирующих белки, похожие на нейропептиды муравьев. Значит, червь управляет хозяином косвенным путем, который пока не ясен. Возможно, он использует какие-то иные сигнальные молекулы или влияет на эпигенетические механизмы.

Авторы признают ограничения работы: секвенирование целых тканей смешивает сигналы от разных типов клеток, а долгая жизнь зараженных муравьев делает их в среднем старше здоровых, что вносит погрешность в оценку возрастных генов. Тем не менее, исследование, опубликованное в журнале BMC Genomics, показывает, что паразитам не нужно изобретать новые гены — они способны перепрограммировать существующие механизмы хозяина, управляющие кастовой принадлежностью и старением.

В будущем ученые надеются выяснить точные молекулярные пути, которые использует червь, и, возможно, применить эти знания для разработки методов борьбы с паразитами или для изучения механизмов долголетия.