 |
 |
 |
 |
آفــات النـحـــل الآفـات المتـطـفلــة |
|
البكتيريا المهندسة لحماية النحل
البكتيريا المهندسة لحماية النحل من الآفات ومسببات الأمراض
ترجمة الدكتور طارق مردود
البكتيريا المهندسة لحماية النحل من الآفات ومسببات الأمراض
نحلة مصابة بفيروس تشوه الجناح |
ترجمة الدكتور طارق مردود
البكتيريا المهندسة لحماية النحل من الآفات ومسببات الأمراض
حشرة الفاروا ، وهي آفة شائعة يمكن أن تضعف النحل وتجعله أكثر عرضة لمسببات الأمراض ، تتغذى على نحلة العسل.
الصورة الائتمان: أليكس وايلد / جامعة تكساس في أوستن.
أوستن ، تكساس - قال علماء من جامعة تكساس في أوستن في مجلة ساينس العلمية إنهم طوروا استراتيجية جديدة لحماية نحل العسل من الاتجاه المميت المعروف باسم انهيار الخلية: سلالات البكتيريا المهندسة وراثيا.
شهد عدد متزايد من خلايا نحل العسل في الولايات المتحدة تراجعًا في النحل البالغ. وفقًا لمسح وطني ، فقد مربوا النحل 40٪ تقريبًا من خلايا نحل العسل في الشتاء الماضي ، وهو أعلى معدل تم الإبلاغ عنه منذ بدء المسح قبل 13 عامًا.
تعيش البكتيريا المهندسة في أحشاء نحل العسل وتعمل كمصانع بيولوجية ، حيث تقوم بضخ الأدوية التي تحمي النحل من سببين رئيسيين للانهيار: طفيل الفاروا وفيروس الجناح المشوه. يعتقد الباحثون أن طريقتهم يمكن أن تصلح يومًا للاستخدام الزراعي لأن البكتيريا المهندسة سهلة النمو ، وتطعيم النحل بها واضح ومباشر ومن غير المرجح أن تنتشر البكتيريا المهندسة إلى ما وراء النحل.
قالت نانسي موران ، أستاذة علم الأحياء التكاملي والباحث الرئيسي في الدراسة: "لها آثار مباشرة على صحة النحل".
"هذه هي المرة الأولى التي يحسن فيها أي شخص صحة النحل عن طريق الهندسة الوراثية لميكروبيومه (النبيت الجرثومي)" ، أضاف شون ليونارد ، طالب دراسات عليا وأول مؤلف للدراسة.
حلم الفاروا وفيروس الجناح المشوه غالباً ما يجتمعان ؛ كما يتغذى حَلَم الفاروا على النحل ، فإنه يمكن أن ينشر الفيروس ، مما يؤدي لإضعاف النحل وجعله أكثر عرضة لمسببات الأمراض في البيئة.
لمعالجة كل مشكلة ، صمم الفريق سلالة من البكتيريا لاستهداف الفيروس وأخرى للحلم . بالمقارنة مع النحل المتحكم فيه ، فإن النحل الذي عولج بسلالة من البكتيريا التي تستهدف الفيروس كان حَلَم الفاروا أكثر عرضة بنسبة 36.5 ٪ للبقاء على قيد الحياة حتى اليوم العاشر. وفي الوقت نفسه ، كان حَلَم الفاروا الذي يتغذى على مجموعة أخرى من النحل التي عولجت بسلالة البكتيريا المستهدفة للحَلَم حوالي 70 ٪ أكثر عرضة للموت في اليوم العاشر، من الحَلَم الذي تغذى على مجموعة نحل الشاهد.
مقارنةً بالنحل المتحكم فيه ، كان النحل الذي عولج بسلالة البكتيريا التي استهدفت فيروس الجناح المشوه أكثر احتمالًا بنسبة 36.5٪ للبقاء على قيد الحياة حتى اليوم العاشر. 70 ٪ أكثر عرضة للموت بحلول يوم 10 من الحَلَم الذي يتغذى على النحل (الشاهد).
وفقًا لاتحاد تربية النحل الأمريكي ، يساهم نحل العسل بنحو 20 مليار دولار سنويًا في قيمة إنتاج المحاصيل الأمريكية ، ويلعب دورًا كبيرًا في الإنتاج العالمي للأغذية. بدون نحل العسل ، فإن عشرات المحاصيل ، من اللوز إلى التوت إلى القرنبيط ، إما تتلاشى أو تنتج طعامًا أقل بكثير.
مثل البشر ، يمتلك نحل العسل نظامًا بيئيًا من البكتيريا في أحشاءه تسمى الميكروبيوم (النبيت الميكروبي) وأيضًا آلية دفاع مضادة للفيروسات تسمى RNA. التدخل (RNAi) التي تساعد الجسم على مكافحة فيروسات معينة ، تسمى فيروسات RNA. عند إدخال فيروس الحمض النووي الريبي ، فإنه ينتج جزيئات تسمى الحمض النووي الريبي المزدوج المنعزل والتي تكتشفها الخلايا السليمة ، مما يؤدي إلى استجابة مناعية من الحمض النووي الريبي.
قال موران "عادة ما تحدث علامات على هذه الجزيئات فقط عندما يتكاثر فيروس الحمض النووي الريبي". "إنها إشارة إلى أن هذا قد يكون شيئًا شريرًا ويجب عليك مهاجمته".
لتعزيز استجابة RNAi المفيدة للفيروسات الموجودة في النحل - ولإطلاق استجابة RNAi الفتاكة في الحَلَم - قدم الفريق بكتيريا معدلة لمئات النحلات في بيئة معملية. تم رش النحل بمحلول ماء سكر يحتوي على البكتيريا ، واستوعب المحلول. ووجد الفريق أن تلقيح الشغالات الشابة من النحل بالبكتيريا المهندسة أدى إلى تهيئة أجهزة المناعة لدى النحل لحمايتهم من فيروس الجناح المشوه ، وهو فيروس من الحمض النووي الريبي ، وتسبب في تقويض أجهزة المناعة لدى الحَلَم وقتلهم في النهاية.
قال موران "إنه على الرغم من أن التجارب التي تمت في إطار بروتوكولات صارمة متعلقة بالإيواء الحيوي تستخدم في الهندسة الوراثية ، إلا أنه في غياب مثل هذه البروتوكولات ، فإن هناك خطر البكتيريا المهندسة التي تهرب إلى البرية وتصيب الحشرات الأخرى - وبالتالي تمنحها بعض القوى العظمى المضادة للآفات أو العوامل المسببة للمرض منخفظ جدا. نوع البكتيريا المستخدمة هي عالية المتخصصة للعيش في أمعاء النحل ، ولا يمكنها البقاء لفترة طويلة خارجها وتكون مخصصة لفيروس يصيب النحل فقط. ومع ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد فعالية وسلامة هذه العلاجات في البيئات الزراعية.
ومن المزايا الأخرى لهذا النهج أن يستخدم الباحثون هذه الأداة كأداة في دراسة علم وراثة النحل. يمكن للبكتيريا المهندسة أن تهدم جينات معينة من النحل ، وتمكنها من الاطلاع على طريقة عمل جينوم النحل ، وربما تتيح استراتيجيات تكاثر جديدة لإنتاج خلايا نحل أكثر قوة.
31 يناير 2020
حشرة الفاروا ، وهي آفة شائعة يمكن أن تضعف النحل وتجعله أكثر عرضة لمسببات الأمراض ، تتغذى على نحلة العسل.
الصورة الائتمان: أليكس وايلد / جامعة تكساس في أوستن.
أوستن ، تكساس - قال علماء من جامعة تكساس في أوستن في مجلة ساينس العلمية إنهم طوروا استراتيجية جديدة لحماية نحل العسل من الاتجاه المميت المعروف باسم انهيار الخلية: سلالات البكتيريا المهندسة وراثيا.
شهد عدد متزايد من خلايا نحل العسل في الولايات المتحدة تراجعًا في النحل البالغ. وفقًا لمسح وطني ، فقد مربوا النحل 40٪ تقريبًا من خلايا نحل العسل في الشتاء الماضي ، وهو أعلى معدل تم الإبلاغ عنه منذ بدء المسح قبل 13 عامًا.
تعيش البكتيريا المهندسة في أحشاء نحل العسل وتعمل كمصانع بيولوجية ، حيث تقوم بضخ الأدوية التي تحمي النحل من سببين رئيسيين للانهيار: طفيل الفاروا وفيروس الجناح المشوه. يعتقد الباحثون أن طريقتهم يمكن أن تصلح يومًا للاستخدام الزراعي لأن البكتيريا المهندسة سهلة النمو ، وتطعيم النحل بها واضح ومباشر ومن غير المرجح أن تنتشر البكتيريا المهندسة إلى ما وراء النحل.
قالت نانسي موران ، أستاذة علم الأحياء التكاملي والباحث الرئيسي في الدراسة: "لها آثار مباشرة على صحة النحل".
"هذه هي المرة الأولى التي يحسن فيها أي شخص صحة النحل عن طريق الهندسة الوراثية لميكروبيومه (النبيت الجرثومي)" ، أضاف شون ليونارد ، طالب دراسات عليا وأول مؤلف للدراسة.
حلم الفاروا وفيروس الجناح المشوه غالباً ما يجتمعان ؛ كما يتغذى حَلَم الفاروا على النحل ، فإنه يمكن أن ينشر الفيروس ، مما يؤدي لإضعاف النحل وجعله أكثر عرضة لمسببات الأمراض في البيئة.
لمعالجة كل مشكلة ، صمم الفريق سلالة من البكتيريا لاستهداف الفيروس وأخرى للحلم . بالمقارنة مع النحل المتحكم فيه ، فإن النحل الذي عولج بسلالة من البكتيريا التي تستهدف الفيروس كان حَلَم الفاروا أكثر عرضة بنسبة 36.5 ٪ للبقاء على قيد الحياة حتى اليوم العاشر. وفي الوقت نفسه ، كان حَلَم الفاروا الذي يتغذى على مجموعة أخرى من النحل التي عولجت بسلالة البكتيريا المستهدفة للحَلَم حوالي 70 ٪ أكثر عرضة للموت في اليوم العاشر، من الحَلَم الذي تغذى على مجموعة نحل الشاهد.
مقارنةً بالنحل المتحكم فيه ، كان النحل الذي عولج بسلالة البكتيريا التي استهدفت فيروس الجناح المشوه أكثر احتمالًا بنسبة 36.5٪ للبقاء على قيد الحياة حتى اليوم العاشر. 70 ٪ أكثر عرضة للموت بحلول يوم 10 من الحَلَم الذي يتغذى على النحل (الشاهد).
وفقًا لاتحاد تربية النحل الأمريكي ، يساهم نحل العسل بنحو 20 مليار دولار سنويًا في قيمة إنتاج المحاصيل الأمريكية ، ويلعب دورًا كبيرًا في الإنتاج العالمي للأغذية. بدون نحل العسل ، فإن عشرات المحاصيل ، من اللوز إلى التوت إلى القرنبيط ، إما تتلاشى أو تنتج طعامًا أقل بكثير.
مثل البشر ، يمتلك نحل العسل نظامًا بيئيًا من البكتيريا في أحشاءه تسمى الميكروبيوم (النبيت الميكروبي) وأيضًا آلية دفاع مضادة للفيروسات تسمى RNA. التدخل (RNAi) التي تساعد الجسم على مكافحة فيروسات معينة ، تسمى فيروسات RNA. عند إدخال فيروس الحمض النووي الريبي ، فإنه ينتج جزيئات تسمى الحمض النووي الريبي المزدوج المنعزل والتي تكتشفها الخلايا السليمة ، مما يؤدي إلى استجابة مناعية من الحمض النووي الريبي.
قال موران "عادة ما تحدث علامات على هذه الجزيئات فقط عندما يتكاثر فيروس الحمض النووي الريبي". "إنها إشارة إلى أن هذا قد يكون شيئًا شريرًا ويجب عليك مهاجمته".
لتعزيز استجابة RNAi المفيدة للفيروسات الموجودة في النحل - ولإطلاق استجابة RNAi الفتاكة في الحَلَم - قدم الفريق بكتيريا معدلة لمئات النحلات في بيئة معملية. تم رش النحل بمحلول ماء سكر يحتوي على البكتيريا ، واستوعب المحلول. ووجد الفريق أن تلقيح الشغالات الشابة من النحل بالبكتيريا المهندسة أدى إلى تهيئة أجهزة المناعة لدى النحل لحمايتهم من فيروس الجناح المشوه ، وهو فيروس من الحمض النووي الريبي ، وتسبب في تقويض أجهزة المناعة لدى الحَلَم وقتلهم في النهاية.
قال موران "إنه على الرغم من أن التجارب التي تمت في إطار بروتوكولات صارمة متعلقة بالإيواء الحيوي تستخدم في الهندسة الوراثية ، إلا أنه في غياب مثل هذه البروتوكولات ، فإن هناك خطر البكتيريا المهندسة التي تهرب إلى البرية وتصيب الحشرات الأخرى - وبالتالي تمنحها بعض القوى العظمى المضادة للآفات أو العوامل المسببة للمرض منخفظ جدا. نوع البكتيريا المستخدمة هي عالية المتخصصة للعيش في أمعاء النحل ، ولا يمكنها البقاء لفترة طويلة خارجها وتكون مخصصة لفيروس يصيب النحل فقط. ومع ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد فعالية وسلامة هذه العلاجات في البيئات الزراعية.
ومن المزايا الأخرى لهذا النهج أن يستخدم الباحثون هذه الأداة كأداة في دراسة علم وراثة النحل. يمكن للبكتيريا المهندسة أن تهدم جينات معينة من النحل ، وتمكنها من الاطلاع على طريقة عمل جينوم النحل ، وربما تتيح استراتيجيات تكاثر جديدة لإنتاج خلايا نحل أكثر قوة.
31 يناير 2020
|
تاريخ النشر بالموقع 16 - 1 - 2020
|
مسموح النقل من الموقع شريطة ذكر الموقع والمؤلف * www.na7la.com * منذ عام 2007
|