Wolbachia — род грамотрицательных плеоморфную (существуют в трех формах) бактерий, облигатных внутриклеточных симбионтов насекомых и филярий, по оценкам 25-70% всех видов насекомых содержат эту бактерию. Представители рода были открыты в 1924 году в комары Culex pipiens и описаны в 1936 году. Это монотиповий род (ранее он включал еще два вида — Wolbachia persica и Wolbachia melophagi, первый был переименован в Francisella persica и размещен в ряде гамма-протеобактерий, второй был отнесен к семейству Anaplasmataceae). Сейчас единственным и типичным видом рода является Wolbachia pipientis.

Биологические свойства

Известны три формы (морфы) Wolbachia pipientis: малые палочковидные (0,5-1,3 микрон длиной), коки (0,25-1 микрон) и большие палочки (1-1,8 микрон в диаметре). Клетки Wolbachia НЕ окрашиваются по Граму, клеточная стенка имеет характерную для грамотрицательных бактерий строение, также эти бактерии окрашиваются по Романовскому-Гимзе. Размножаются в вакуолях клеток членистоногих и нематод, попытки культивации на питательных средах остались безуспешными. Культивируются на культурах клеток насекомых.

Влияние на хозяина

Wolbachia pipientis известна своим влиянием на репродуктивные свойства членистоногих — ее хозяев. Эти бактерии способны инфицировать различные органы, но наиболее известны инфекциями яичек и яйцеклеток. Wolbachia pipientis может вызвать следующие четыре фенотипа

  • Андроцид: дегенерация эмбрионов мужского пола и их смерть (встречается в некоторых жуков, бабочек и мух).
  • Феминизация: превращение инфицированных самцов (в некоторых чешуекрылых и мокриц) на самок или бесплодных псевдо-самок путем ингибирования развития андрогенной железы и выработки андрогена, а также угнетение действия андрогена на клетки-мишени.
  • Партеногенез: репродукция инфицированных самок без оплодотворения самцами. Происходит в результате остановки митоза в первой анафазе неоплодотворенных зигот, в результате чего происходит удвоение хромосом и формируется гаплоидный эмбрион. Некоторые исследователи даже предполагают, что партеногенез всегда эффектом действия Wolbachia.
  • Цитоплазматическая несовместимость: невозможно самцов, инфекованих Wolbachia давать жизнеспособное потомство при спаривании с самками, которые неинфицированные или инфицированные другими штаммами Wolbachia.

В дополнение, некоторые виды настолько зависят от Wolbachia, что способны размножаться без бактерий в своем теле. После устранения бактерий рода Wolbachia происходит снижение плодовитости и приспособленности некоторых насекомых. Wolbachia также необходима для нормальной жизнедеятельности филярий, в связи с чем ведутся поиски методов лечения филяриозов путем устранения симбиотических Wolbachia.

Wolbachia присутствуют в зрелых яйцеклетках, но не в зрелой сперме. Таким образом, только инфековани самки могут передавать инфекцию своим потомкам. Считается, что фенотипы, вызванные Wolbachia, особенно цитоплазматическая несовместимость, играют важную роль в эволюции и образовании новых видов некоторыми видами членистоногих. Wolbachia также может вызвать ошибки при молекулярном филогенетическом анализе.

Изображения по теме

  • Wolbachia