Honey bees use different sets of ge

Honey bees use different sets of genes, regulated by two distinct mechanisms, to fight off viruses, bacteria and gut parasites, according to researchers at Penn State and the Georgia Institute of Technology.

The findings may help scientists develop honey bee treatments that are tailored to specific types of infections. "Our results indicate that different sets of genes are used in immune responses to viruses versus other pathogens, and these anti-viral genes are regulated by two very distinct processes -- expression and DNA methylation," said David Galbraith, graduate student in entomology, Penn State. The results will appear in todays (Mar. 26) issue of PLOS Pathogens.

According to Christina Grozinger, director of the Penn State Center for Pollinator Research, beekeepers lose an average of 30 percent of their colonies every winter and an average of 25 percent in the summer.

"Honey bees have more than 20 types of viruses, and several of them have been linked to losses of honey bee colonies," she said. "Yet, beekeepers currently do not have any commercially available methods to reduce viral infections." With a goal of uncovering which genes increase or decrease their activity in response to the presence of viruses, the researchers measured expression levels of all genes in the honey bee genome in both infected and uninfected bees. They found that the RNAi pathway had increased activity and, therefore, is likely an important anti-viral immune pathway in bees.

"Previous studies suggested the RNAi pathway was involved in anti-viral immune responses in bees, but we showed that expression levels of many genes in this pathway are significantly higher in virus-infected bees," said Grozinger. "The RNAi pathway helps to cut up and destroy viral RNA so it is not infectious." Scientists and beekeepers are increasingly interested in using RNAi approaches to control viruses and parasites in agricultural crops and in honey bee colonies, according to Grozinger.

"We will need to make sure that any artificial RNAi approaches do not interfere with the natural anti-viral RNAi mechanisms in honey bees," Grozinger said. In addition to examining gene expression in virus-infected versus uninfected honey bees, the researchers also scanned the honey bee DNA for extra methylation marks that may have been added or removed from genes in virus-infected bees.

The team found that viral infections do change the pattern of DNA methylation in honey bees, and in a completely different set of genes from the ones in the RNAi pathway. Many of these differentially methylated genes are also involved in anti-viral responses in mammals, but they have not previously been linked to anti-viral responses in insects, said Grozinger.

"We found that there was very little overlap between differentially expressed and differentially methylated genes, suggesting dual genomic response pathways to viral infection," said Galbraith. "For the first time, we characterized both the global gene expression and DNA methylation patterns associated with acute viral infection in honey bees. We confirmed that the RNAi pathway, which has been seen in other insects, is also an antiviral defense mechanism in honey bees. And, for the first time, we observed alterations in DNA methylation patterns in response to viral infection in honey bees.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ผึ้งใช้ชุดที่แตกต่างกันของยีนที่ควบคุมโดยสองกลไกที่แตกต่างกันที่จะต่อสู้กับไวรัสแบคทีเรียและปรสิตลำไส้ตามที่นักวิจัยที่ Penn State และสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย. ผลการวิจัยอาจจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์พัฒนาวิธีการรักษาผึ้งที่เหมาะกับ เฉพาะประเภทของการติดเชื้อ "ผลของเราแสดงให้เห็นว่าชุดที่แตกต่างของยีนที่ใช้ในการตอบสนองภูมิคุ้มกันต่อไวรัสเมื่อเทียบกับโรคอื่น ๆ และสิ่งเหล่านี้ยีนป้องกันไวรัสที่ถูกควบคุมโดยทั้งสองกระบวนการที่แตกต่างกันมาก - การแสดงออกและการ methylation ดีเอ็นเอ" เดวิด Galbraith นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในกีฏวิทยากล่าวว่า รัฐเพนน์ ผลจะปรากฏอยู่ในปัจจุบัน (26 มีนาคม) ปัญหาของจุลชีพก่อโรค PLoS. ตามที่คริสติ Grozinger, ผู้อำนวยการศูนย์รัฐเพนน์สำหรับ pollinator วิจัยผึ้งสูญเสียเฉลี่ยของร้อยละ 30 ของอาณานิคมของพวกเขาทุกฤดูหนาวและค่าเฉลี่ยของร้อยละ 25 ใน ในช่วงฤดูร้อน. "ผึ้งมีมากกว่า 20 ชนิดของไวรัสและหลายของพวกเขาได้รับการเชื่อมโยงกับการสูญเสียของอาณานิคมผึ้ง" เธอกล่าว " แต่ผึ้งในปัจจุบันไม่ได้มีวิธีการที่ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ใด ๆ เพื่อลดการติดเชื้อไวรัส." มีเป้าหมายในการเปิดโปงซึ่งมียีนที่เพิ่มหรือลดกิจกรรมของพวกเขาในการตอบสนองกับการปรากฏตัวของไวรัสนักวิจัยวัดระดับการแสดงออกของยีนในจีโนมผึ้งผึ้งทั้งที่ติดเชื้อและไม่ติดเชื้อ พวกเขาพบว่าทางเดิน RNAi ได้เพิ่มกิจกรรมและดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะมีความสำคัญป้องกันไวรัสทางเดินของระบบภูมิคุ้มกันในผึ้ง. "การศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นทางเดิน RNAi มีส่วนร่วมในการตอบสนองภูมิคุ้มกันต้านไวรัสในผึ้ง แต่เราแสดงให้เห็นว่าระดับการแสดงออกของ ยีนจำนวนมากในทางเดินนี้จะสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในผึ้งที่ติดเชื้อไวรัส "Grozinger กล่าวว่า "การเดิน RNAi ช่วยในการตัดและทำลายไวรัส RNA จึงไม่ติดเชื้อ." นักวิทยาศาสตร์และนักเลี้ยงผึ้งมีความสนใจมากขึ้นในการใช้ RNAi วิธีการควบคุมไวรัสและปรสิตในพืชผลทางการเกษตรและในน้ำผึ้งผึ้งอาณานิคมตาม Grozinger. "เราจะต้องทำให้แน่ใจว่าวิธี RNAi ใดเทียมไม่ได้ยุ่งเกี่ยวกับ RNAi ป้องกันไวรัสที่เป็นธรรมชาติ กลไกในผึ้ง "Grozinger กล่าวว่า นอกจากนี้ในการตรวจสอบการแสดงออกของยีนในที่ติดเชื้อไวรัสเมื่อเทียบกับผึ้งที่ไม่ติดเชื้อนักวิจัยยังสแกนดีเอ็นเอผึ้งสำหรับเครื่องหมาย methylation พิเศษที่อาจจะมีการเพิ่มหรือลบออกจากยีนผึ้งที่ติดไวรัส. ทีมงานพบว่าติดเชื้อไวรัสจะเปลี่ยน รูปแบบของดีเอ็นเอ methylation ในผึ้งและในชุดที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงของยีนจากคนในทางเดิน RNAi หลายของยีนสารที่แตกต่างกันเหล่านี้ยังมีส่วนร่วมในการตอบสนองการป้องกันไวรัสในสัตว์เลี้ยงลูกด้วย แต่พวกเขายังไม่ได้รับก่อนหน้านี้เชื่อมโยงกับการตอบสนองต้านไวรัสในแมลง Grozinger กล่าว. "เราพบว่ามีการทับซ้อนกันน้อยมากระหว่างแสดงความแตกต่างกันและสารที่แตกต่างกัน ยีนบอกคู่ที่สูตรการตอบสนองของจีโนมที่จะติดเชื้อไวรัส "Galbraith กล่าวว่า "เป็นครั้งแรกที่เราโดดเด่นทั้งการแสดงออกของยีนและดีเอ็นเอ methylation ทั่วโลกรูปแบบที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อไวรัสเฉียบพลันในผึ้ง. เรายืนยันว่าทางเดิน RNAi ซึ่งได้รับการเห็นในแมลงอื่น ๆ นอกจากนี้ยังเป็นกลไกการป้องกันไวรัสในผึ้ง . และเป็นครั้งแรกที่เราสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบ methylation ดีเอ็นเอในการตอบสนองต่อการติดเชื้อไวรัสในผึ้ง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผึ้งใช้ชุดที่แตกต่างกันของยีนควบคุมโดยสองแตกต่างกลไกที่จะต่อสู้กับเชื้อไวรัส แบคทีเรีย และปรสิตในทางเดินอาหาร , ตามที่นักวิจัยที่เพนน์รัฐและสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย .การค้นพบอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์พัฒนาผึ้งการรักษาที่เหมาะกับประเภทเฉพาะของเชื้อ " ผลของเราระบุว่าชุดที่แตกต่างกันของยีนที่ใช้ในการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อไวรัสและเชื้อโรคอื่นๆ และป้องกันไวรัส ยีนเหล่านี้จะถูกควบคุมโดยสองแตกต่างกันมากกระบวนการ -- การแสดงออกและดีเอ็นเอเมทิลเลชั่น กล่าวว่า เดวิด กัลเบรธ เรียนจบ เรียนกีฏวิทยา รัฐเพนน์ . ผลลัพธ์จะปรากฏขึ้นในวันนี้ ( 26 มี.ค. ) ปัญหาของ PLoS เชื้อโรคตามที่คริสติน่า grozinger , ผู้อำนวยการของรัฐเพนน์ศูนย์วิจัยแมลงผสมเกสรผึ้ง , การสูญเสียเฉลี่ยร้อยละ 30 ของอาณานิคมของพวกเขาทุกหน้าหนาว และเฉลี่ยร้อยละ 25 ในฤดูร้อน" ผึ้งมีมากกว่า 20 ชนิดของไวรัส และหลาย ของพวกเขาได้ถูกเชื่อมโยงกับการสูญเสียของผึ้งอาณานิคม , " เธอกล่าว แต่ผึ้งยังไม่ได้ใด ๆในเชิงพาณิชย์วิธีการลดการติดเชื้อไวรัส " กับเป้าหมายของการเปิดเผย ซึ่งยีนที่เพิ่มหรือลดกิจกรรมของพวกเขาในการตอบสนองต่อสถานะของไวรัส , นักวิจัยวัดระดับการแสดงออกของยีนในจีโนมผึ้งทั้งในติดเชื้อมาก่อนและผึ้ง พวกเขาพบว่า หาเส้นทางได้กิจกรรมที่เพิ่มขึ้น และมีแนวโน้มที่สำคัญ Anti ไวรัสภูมิคุ้มกันทางเดินในผึ้ง" การศึกษาก่อนหน้านี้แนะนำหาเส้นทางก็มีส่วนในการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อต้านเชื้อไวรัสในผึ้ง แต่เราพบว่าระดับการแสดงออกของยีนในเส้นทางนี้มีหลายสูงกว่าในไท ผึ้ง กล่าวว่า grozinger ” หาเส้นทางที่ช่วยตัดและทำลายไวรัส RNA ดังนั้นจึงไม่ติดเชื้อ " นักวิทยาศาสตร์และผู้เลี้ยงผึ้งมีมากขึ้นสนใจในการใช้หาแนวทางควบคุมไวรัสและปรสิตในพืชผลทางการเกษตรและในผึ้งอาณานิคม ตาม grozinger ." เราจะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าวิธีการหาใดเทียม ไม่ยุ่งเกี่ยวกับธรรมชาติป้องกันไวรัสเพื่อหากลไกในน้ำผึ้ง " grozinger กล่าว นอกจากการตรวจสอบการแสดงออกของยีนในการติดเชื้อไวรัสเมื่อเทียบกับผึ้งมาก่อน นักวิจัยยังสแกนดีเอ็นเอผึ้งเพื่อเสริมจากเครื่องหมายที่อาจมีการเพิ่มหรือลบออกจากพันธุกรรม การติดเชื้อไวรัส ผึ้งทางทีมงานพบว่า เชื้อไวรัสจะเปลี่ยนรูปแบบของดีเอ็นเอเมทิลเลชั่นในน้ำผึ้ง และ ในชุดของยีนที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงจากที่ในหาเส้นทาง หลายของยีนที่แตกต่างกัน methylated เหล่านี้ยังมีส่วนร่วมในการต่อต้านไวรัสในสัตว์ แต่พวกเขาก็ไม่เคยถูกเชื่อมโยงกับการต่อต้านไวรัสในแมลง กล่าวว่า grozinger ." เราพบว่ามันทับซ้อนกันน้อยมากระหว่างแสดงออกแตกต่างกันแตกต่างกันและ methylated ยีน , จีโนมการแนะนำสองเส้นทางการติดเชื้อไวรัส " กล่าวว่า " ดิ . ครั้งแรกเราลักษณะ ทั้งระดับโลกและรูปแบบ methylation ดีเอ็นเอการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อเฉียบพลันในน้ำผึ้งผึ้ง เรายืนยันว่า หาเส้นทาง ซึ่งจะเห็นได้ในแมลงอื่น ๆ ยังเป็นกลไกป้องกันไวรัสในน้ำผึ้ง . และเป็นครั้งแรกที่เราพบการเปลี่ยนแปลงของรูปแบบดีเอ็นเอเมทิลเลชั่นในการตอบสนองต่อการติดเชื้อไวรัสในน้ำผึ้งผึ้ง