Pod líbivou slupkou přírody se někdy skrývají děsivé věci. Mezi těmi obzvlášť strašidelnými zaujímají čestné místo rafinované manipulace parazitů jejich nešťastnými hostiteli. Ve snaze zajistit si co nejlepší podmínky k dalšímu šíření je mohou parazité přinutit k věcem, při nichž hostitelé ztrácejí své vlastní chování, důstojnost a velmi často i život. Rafinovaně manipulovat hostitele umí mnozí živočišní parazité, prvoci, bakterie a jak se ukazuje, tak i viry.
Udivení přírodovědci už celá staletí pozorují zoufalé housenky bekyně velkohlavé (Lymantria dispar, latinsky gypsy moth), které v průběhu infekce Lymantria dispar nukleopolyhedroviry (LdMNPV) ze skupiny bakulovirů, velkými tyčinkovitými viry s dvouřetězcovou DNA, navzdory své povaze za denního světla vylézají na listy do korun stromů, usilovně tam žerou a přestávají se svlékat. Viry skrz naskrz prolezlé housenky posléze zahynou, jako v poctivém scifi-hororu se roztečou a namnožené viry pak prší jako kapky morbidního deště, aby našly další oběti. Zdravé housenky jsou aktivní v noci a den obvykle tráví ukryté v kůře stromů anebo zalezlé v půdě poblíž kmene, aby se tak vyhnuly věčně hladovým ptákům. Chování nakažených housenek je tak nápadné, že inspirovalo přezdívku celé nemoci „tree top disease“, čili nemoc korun stromů. Až doposud ale bylo záhadou, jak vlastně bakuloviry hostitelské housenky řídí.
Kelli Hoover z Pennsylvania State University a její kolegové nakonec v genomu bakuloviru vytipovali gen egt, který by mohl hrát klíčovou roli v manipulaci housenek bekyně. Tento gen je vlastně ekdysteroidní UDP-glykosyltransferáza, která připojením molekuly cukru vyřazuje z činnosti steroidní svlékací hormony hmyzu, ekdysteroidy. Samčí housenky bekyní se před zakuklením svlékají pětkrát, samičí housenky šestkrát.
Infikované housenky, zaplavené dostatečným množstvím proteinu egt se už nikdy nesvléknou a celá jejich další existence směřuje k jedinému cíli – rozmnožení nelítostných virů. Badatelé poté experimentálně ověřili, že gen egt je skutečně zodpovědný za lezení housenek do korun stromů. Testovali celkem 7 skupin housenek bekyně – 2 skupiny infikované běžným bakulovirem, 2 skupiny s vyřazeným genem egt, 2 skupiny s egt genem začleněným zpět do genomu bakuloviru a pak jednu kontrolní skupinu zdravých housenek. K nemalé radosti Hooverové a spol. housenky s normálními bakuloviry a housenky s viry, do nichž byl znovu začleněn gen egt, umíraly v horní části experimentálních boxů a housenky s bakuloviry bez genu egt zase hynuly na dně experimentálních nádob. Průběh infekce byl jinak vcelku stejný.
Hooverová uznale přikyvuje, že jedním z nejlepších triků, jak manipulovat chování hostitelů, je ovládnout jejich hormony. Pro bakuloviry je výjimečně prospěšné zablokovat svlékání housenek, protože ty za normálních okolností zhruba 24 hodin před každým svlékáním nepřijímají potravu a tudíž nerostou. Nenasytné viry by v takovém případě strádaly. Při pohledu na roztékající se housenky můžeme být jako primáti jenom rádi, že bakuloviry bývají na své hostitele velmi vybíravé a zdá se, že vůbec nenapadají savce nebo například rostliny. Na druhou stranu, bekyně velkohlavé se dostaly do první stovky nejhorších invazních druhů světa a jsou teď nevkusným vetřelcem v severní Americe, kde občas odlistí celé populace listnatých stromů, takže vlastně není úplně špatné, že je bakuloviry drží trochu zpátky.
Gen egt je pěkným příkladem nositele takzvaného rozšířeného fenotypu (extended phenotype), kdy gen cíleně zasahuje do okolí svého organismu, v tomto případě do chování housenek odsouzených k smrti, a tím zvyšuje své šance na předání do dalších generací. Tento gen je zároveň jedním z prvních konkrétních genů, u nichž se takové zlovolné jednání podařilo prokázat. Richard Dawkins, který kdysi koncept rozšířeného fenotypu vymyslel, má jistě radost.
Prameny:
USDA Forest Service News 8.9. 2011, Science 333: 1401, Wikipedia (Gypsy Moth, Baculovirus, The Extended Phenotype).
Diskuze:
