في دراسة حديثة أجراها فريق من العلماء بقيادة تيموثي كير من جامعة ولاية أريزونا، تم تسليط الضوء على بكتيريا Wolbachia وتأثيرها الكبير على سلوك الحشرات. وُجد أن هذه البكتيريا يمكن أن تلعب دوراً مهماً في مكافحة الأمراض التي تنقلها الحشرات وإدارة الآفات الزراعية.
البكتيريا الطفيلية وتأثيرها على الحشرات
تُعد Wolbachia بكتيريا طفيلية تعيش داخل خلايا الحشرات، وتصيب ما لا يقل عن نوعين من كل خمسة أنواع من الحشرات. وبالنظر إلى أن الحشرات تفوق عدد الكائنات الأخرى على الأرض، فإن فهم كيفية تأثير هذه البكتيريا عليها يمكن أن يكون له تأثيرات واسعة النطاق.
يقول كير، مدير منشأة قياس الطيف الشامل في جامعة ولاية أريزونا، أن الحشرات تسيطر على هذا الكوكب وأن السيطرة على الآفات الحشرية تعتمد على قدرتنا على فهم فيزيولوجيتها وكيميائها الحيوية.
تأثير Wolbachia على سلوك التزاوج
تسعى Wolbachia، كأي طفيلي جيد، إلى الانتشار إلى مضيفين جدد. ولكن يمكنها الانتقال فقط من الأم المصابة إلى نسلها. لتحسين فرصها، تؤثر على مضيفيها بحيث تضع الإناث المصابة الكثير من البيض المصاب.
في ذباب الفاكهة، تجعل Wolbachia الذكور المصابة غير قادرة على تخصيب بيض الإناث غير المصابة. بينما في الإناث، تجعل Wolbachia الإناث أكثر نشاطاً في التزاوج وتزيد من عدد البيض الذي تضعه.
دراسة التغيرات البروتينية
أجرى كير وزملاؤه دراسة لمقارنة البروتينات في أدمغة الإناث المصابة وغير المصابة. لأول مرة، استخدموا هذه التقنية لدراسة تأثير Wolbachia على ذباب الفاكهة الإناث.
وجدوا أن مستويات البروتين في الأدمغة المصابة كانت مختلفة بشكل واضح. تم تعديل أكثر من 170 بروتينًا، حيث زاد بعضها وانخفض بعضها الآخر مقارنة بالكميات في الأدمغة غير المصابة.
كما حدد الفريق أكثر من 700 بروتين Wolbachia في أدمغة الإناث، وتفاعل اثنان منها مع بروتينات المضيف المرتبطة بسلوك التزاوج.
Wolbachia ودورها في التطور
يبدو أن Wolbachia تصنع الأحماض الأمينية الأساسية لمضيفيها، مما قد يمنح الذباب المصاب ميزة. هذا النمط مشابه لما حدث مع الميتوكوندريا التي بدأت كالبكتيريا البسيطة وأصبحت جزءًا أساسيًا من الخلايا.
يعتقد كير أن عملية مشابهة قد تحدث مع Wolbachia ويطمح لدراستها بشكل أعمق.
الخاتمة
تُظهر الأبحاث أن Wolbachia يمكن أن تمنع الفيروسات مثل زيكا وحمى الضنك من النمو في البعوض. قد تُحسن فهم تفاعلات بروتينات Wolbachia مع بروتينات المضيف من استراتيجيات إدارة الحشرات الناقلة للأمراض وحماية المحاصيل من خلال مبيدات حشرية أكثر أمانًا. يُمكن أن تُلهم النجاحات في تحليل البروتينات دراسات جديدة باستخدام هذه الطريقة.
