Биологические часы помогают грибу превращать муравьев в зомби

Ученые получили новые данные о жизнедеятельности заражающего муравьев паразитического гриба Ophiocordyceps kimflemingiae. Оказалось, что во «взломе» нервной системы членистоногого важную роль играют собственные биологические часы паразита, указывающие подходящее время для атаки. Статья с результатами опубликована в журнале PLOS ONE.

Существуют грибы-паразиты, которые заражают насекомых, внедряются в их мозг и управляют их поведением для того, чтобы эффективнее распространять свои споры. Больные особи уходят далеко от гнезда, забираются на высокое растение, впиваются в него челюстями и умирают. Затем из их головы прорастает плодовое тело гриба со спорами.

Биологам известно, что гриб может вмешиваться в работу биологических часов муравьев, однако детали этого процесса остаются невыясненными. Ученые увидели, что зараженные муравьи ищут возвышающееся над местностью растение в одно и то же время дня. «Мы не до конца понимаем, как паразиты управляют своими хозяевами с такой точностью, — поясняет ведущий автор новой работы Чарисса де Беккер из Университета Центральной Флориды. — Даже наиболее выдающиеся неврологи не могут изменять поведение так эффективно».

В новой работе биологи исследовали, от чего зависит активность генов у недавно выделенного вида Ophiocordyceps kimflemingiae. Ученые использовали методы биоинформатики, чтобы определить гены, похожие по структуре и положению в геноме на те, про которые ученые точно знают, что они связаны с биологическим ритмом. Затем они применили транскрипционный анализ, то есть секвенирование всех матричных РНК, находящихся в клетке в данный момент времени, для различных фаз дня. Биологи исследовали как организмы с нормальным циклом освещения, так и находящихся в полной темноте, причем данные собирали каждые четыре часа. Выяснилось, что концентрация 5,3% мРНК изменялась ритмически. Наибольшая активность управляющих синтезом мРНК белков (факторов транскрипции) наблюдалась днем, а экспрессия существенного количества энзимов, протеаз, токсинов и малых биоактивных комплексов, наоборот, происходила в темное время. Авторы считаю, что эти результаты подтверждают участие собственных биологических часов гриба в процессе установления контроля над жертвой.