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Fatores genéticos do hospedeiro moldam a composição das comunidades de vírus

Traduzido de Science Daily

As plantas podem ser infectadas com vários vírus ao mesmo tempo. No entanto, a composição da comunidade do patógeno varia, mesmo que os indivíduos pertençam à mesma espécie e à mesma população. Ecologistas da Universidade de Zurique mostraram agora que essas diferenças se devem principalmente à variação genética entre os hospedeiros. A perda da diversidade genética pode tornar as espécies mais vulneráveis ​​à infecção e extinção.

Os vírus são onipresentes nos reinos vegetal e animal, mas a maioria deles ainda é desconhecida da ciência. Os pesquisadores desenvolveram recentemente técnicas de análise aprimoradas e ferramentas estatísticas para abordar uma das questões-chave: por que algumas pessoas são mais suscetíveis a vírus, enquanto outras permanecem ilesas?

A combinação de patógenos é importante

Já se sabe que diferenças genéticas podem tornar animais ou plantas mais resistentes a um vírus específico. No entanto, está se tornando cada vez mais claro que a maioria dos organismos abriga não apenas um tipo de patógeno, mas comunidades complexas compostas de diferentes micróbios. “É necessário levar em consideração essa diversidade de infecções para compreender e prever a dinâmica da doença e os custos da infecção para o hospedeiro”, disse a professora Anna-Liisa Laine do Departamento de Biologia Evolutiva e Estudos Ambientais da Universidade de Zurique . Por exemplo, o primeiro patógeno a chegar pode conferir resistência a um segundo patógeno. Mas até agora, pouco se sabe sobre os fatores que moldam a composição das comunidades de vírus.

Com sua equipe de pesquisa nas Universidades de Zurique e Helsinque, Laine mostrou agora que as diferenças genéticas têm um grande impacto na diversidade da comunidade de vírus que cada indivíduo suporta. “Isso sugere que o esgotamento da diversidade genética dentro de uma espécie pode ter consequências significativas para o risco de infecção pelo vírus”, diz Laine.

Plantas idênticas em ambientes diferentes

Para o estudo, a equipe usou a erva comum Plantago lanceolata, também conhecida como tanchagem de ribwort. Indivíduos dessa planta podem ser clonados pela propagação das raízes, resultando em descendentes geneticamente idênticos. Usando este método, os pesquisadores geraram 80 clones de cada uma das quatro diferentes variantes genéticas da bananeira da ribwort e os colocaram entre as populações de bananeira da ribwort que ocorrem naturalmente em quatro locais no arquipélago Åland no Mar Báltico. As plantas clonadas foram, portanto, expostas a ataques de vírus em condições naturais. “Colocando plantas idênticas em ambientes diferentes e mantendo tudo o mais constante, poderíamos testar rigorosamente o papel da genética”, explica Laine.

Depois de duas e sete semanas, respectivamente, os pesquisadores coletaram folhas e determinaram qual dos cinco vírus de plantas de ocorrência frequente havia infectado os clones. Eles descobriram que cerca de dois terços das plantas estavam infectadas com pelo menos um vírus, enquanto quase um quarto delas carregava vários vírus. No total, eles encontraram 17 combinações diferentes, variando de dois a cinco vírus por planta.

Fatores hereditários mais significativos

A modelagem estatística sofisticada permitiu aos pesquisadores discernir com que força os vários fatores. genética, localização, tamanho da planta, dano de herbívoros e interação entre os vírus influenciaram a composição das comunidades de vírus. Os resultados revelaram que as diferenças genéticas do hospedeiro foram responsáveis ​​pela maior parte da variação observada. “Embora suspeitássemos que o genótipo desempenharia um papel, ficamos muito surpresos que acabou sendo o determinante mais importante”, disse Laine. Outro fator importante foi o ambiente local, enquanto outros, como tamanho da planta e herbívoros, mostraram apenas efeitos menores.

“Isso mostra pela primeira vez que as diferenças genéticas, provavelmente nos genes da imunidade, são críticas para a forma como essas diversas comunidades de patógenos se agrupam dentro dos hospedeiros”, disse Laine. “Um dos próximos passos agora será identificar os genes subjacentes.”

A diversidade genética torna as espécies mais fortes

Os resultados destacam a importância da diversidade genética dentro das espécies. A perda de diversidade torna as espécies muito mais suscetíveis a infecções por vírus, com consequências de longo alcance para a biodiversidade. A diversidade genética das populações naturais já está sendo cada vez mais esgotada devido à destruição humana dos habitats naturais.

De acordo com Laine, essas descobertas também podem ser aplicadas na agricultura para melhorar a resistência a patógenos em plantas de cultivo: “A incorporação da diversidade genética em sistemas de cultivo deve ser adotada como um meio sustentável de controle de doenças na agricultura. Não apenas pragas individuais, mas comunidades inteiras de patógenos. “

Dinheiro:

Esta pesquisa é apoiada por financiamento do European Research Council (ERC) concedido a Laine para investigar como a resistência do hospedeiro funciona e evolui sob vários ataques de vírus.

Fonte da história:

materiais fornecido por Universidade de Zurique. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.



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