Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Вертикальная передача из симбионтов является передачей микробного симбионта от родителя непосредственно к потомству. [1]   Многие виды многоклеточных животных несут симбиотические бактерии, которые играют мутуалистическую , комменсальную или паразитическую роль. [1]   Симбионт приобретается хозяином посредством горизонтальной , вертикальной или смешанной передачи. [2]

Последствия [ править ]

Между хозяином и симбионтом возникает сложная взаимозависимость. [3] Генетический пул симбионта, как правило, меньше и больше подвержен генетическому дрейфу . [4] В истинной вертикальной передаче связаны эволюционные результаты хозяина и симбионта. [5] В случае смешанной передачи может быть введен новый генетический материал . [6] Как правило, симбионты оседают в определенных нишах и даже могут переносить часть своего генома в ядро ​​хозяина. [7]

Эволюционные последствия [ править ]

Преимущества [ править ]

Этот механизм способствует тесно связанному эволюционному давлению, которое заставляет хозяина и симбионта функционировать как холобионт . [8]

Недостатки [ править ]

Эволюционные узкие места приводят к меньшему разнообразию симбионтов и, следовательно, к устойчивости . Точно так же это значительно снижает эффективный размер популяции . В конечном итоге без притока нового генетического материала популяция становится клональной .  Мутации, как правило, сохраняются у симбионтов и со временем накапливаются. [9]

Режимы передачи [ править ]

Матрилинейный [ править ]

Зародышевый слой [ править ]

Поскольку яйцо вносит вклад в органеллы и имеет больше места и возможностей для передачи внутриклеточных симбионтов последующим поколениям, это очень распространенный метод вертикальной передачи. [1]   Внутриклеточные симбионты могут мигрировать из бактериоцитов в яичники и встраиваться в половые клетки. [10]

Живорождение [ править ]

Человеческие младенцы получают свой микробиом от своих матерей, из всех сфер, где есть контакт. Это потенциально включает влагалище матери , желудочно-кишечный тракт , кожу , рот и грудное молоко . [11] Эти пути типичны, если роды происходят через естественные родовые пути и младенец находится на грудном вскармливании. Когда происходят другие действия, такие как кесарево сечение , кормление из бутылочки или прием антибиотиков для матери во время кормления грудью, эти способы вертикальной передачи прерываются. [12] [13]

Патрилинейный [ править ]

Риккетсия крайне редко передается к Nephotettix cincticep через отцовскую линию в сперме . [14]

Апосимбиотик [ править ]

У дождевых червей (Eisenia) есть внеклеточный симбионт Verminephrobacter . Молодь не проходит через яйцо в зародышевой линии, а становится апосимбиотиком, когда еще находится в капсуле яйца; однако они приобретают Verminephrobacter до того, как капсула яйца разрывается, поэтому передача все еще происходит вертикально. [15]

Хорошо изученные архетипы [ править ]

Гороховая тля и бухнера [ править ]

Гороховая тля не получает из своего рациона все необходимые аминокислоты.  Бухнера , синтезируйте нужные в обязательных отношениях. [10]   

Вши и Candidatus Riesia pediculicola [ править ]

Головная вошь ( Pediculus humanus )  имеет обязательные симбиотические отношения с Candidatus Riesia pediculicola . Вошь предоставляет убежище и защиту в то время как бактерии , обеспечивают необходимые витамины . C. riesia живет в бактериоцитах, но перемещается в яичники и передается следующему поколению. [16]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Яркая, Моника; Булгереси, Сильвия (март 2010 г.). «Сложное путешествие: передача микробных симбионтов» . Обзоры природы микробиологии . 8 (3): 218–230. DOI : 10.1038 / nrmicro2262 . ISSN  1740-1534 . PMC  2967712 . PMID  20157340 .
  2. ↑ Кога, Рюичи; Беннетт, Гордон М .; Cryan, Jason R .; Моран, Нэнси А. (2013). «Эволюционная замена облигатных симбионтов в древней и разнообразной линии насекомых». Экологическая микробиология . 15 (7): 2073–2081. DOI : 10.1111 / 1462-2920.12121 . ISSN 1462-2920 . PMID 23574391 .  
  3. ^ Перотти, М. Алехандра; Кларк, Хизер К .; Тернер, Брайан Д .; Брейг, Хенк Р. (28 сентября 2006 г.). «Риккетсии как облигатные и мицетомные бактерии». Журнал FASEB . 20 (13): 2372–2374. DOI : 10,1096 / fj.06-5870fje . ISSN 0892-6638 . PMID 17012243 .  
  4. ^ Wernegreen, JJ; Моран, Н. А. (1999-01-01). «Доказательства генетического дрейфа у эндосимбионтов (Buchnera): анализ генов, кодирующих белок» . Молекулярная биология и эволюция . 16 (1): 83–97. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.molbev.a026040 . ISSN 0737-4038 . PMID 10331254 .  
  5. ^ Vautrin, Emilie; Вавр, Фабрис (01.03.2009). «Взаимодействие между вертикально передающимися симбионтами: сотрудничество или конфликт?». Тенденции в микробиологии . 17 (3): 95–99. DOI : 10.1016 / j.tim.2008.12.002 . ISSN 0966-842X . PMID 19230673 .  
  6. ^ Куигли, Кейт М .; Уорнер, Патрисия А .; Залив, линия К .; Уиллис, Бетт Л. (декабрь 2018 г.). «Неожиданная смешанная передача и умеренная генетическая регуляция сообществ Symbiodinium у насиживающихся кораллов» . Наследственность . 121 (6): 524–536. DOI : 10.1038 / s41437-018-0059-0 . ISSN 1365-2540 . PMC 6221883 . PMID 29453423 .   
  7. ^ Кляйне, Татьяна; Maier, Uwe G .; Лейстер, Дарио (2009). «Перенос ДНК от органелл к ядру: идиосинкразическая генетика эндосимбиоза» . Ежегодный обзор биологии растений . 60 (1): 115–138. DOI : 10.1146 / annurev.arplant.043008.092119 . PMID 19014347 . 
  8. ^ Моррис, Дж. Джеффри (2018-10-19). "Что такое концепция эволюции с помощью гологенома?" . F1000 Исследования . 7 : 1664 DOI : 10,12688 / f1000research.14385.1 . ISSN 2046-1402 . PMC 6198262 . PMID 30410727 .   
  9. ^ Смит, Ноэль Х .; Гордон, Стивен В .; де ла Руа-Доменек, Рикардо; Клифтон-Хэдли, Ричард С .; Хьюинсон, Р. Глин (сентябрь 2006 г.). «Узкие места и метлы: молекулярная эволюция Mycobacterium bovis». Обзоры природы микробиологии . 4 (9): 670–681. DOI : 10.1038 / nrmicro1472 . ISSN 1740-1534 . PMID 16912712 .  
  10. ^ a b Симоне, Пьер; Гагет, Карен; Бальман, Северина; Рибейро Лопес, Мелани; Паризо, Николя; Бюлер, Курт; Дюпор, Габриель; Вульстеке, Верле; Феввей, Жерар; Хедди, Абдельазиз; Чарльз, Юбер (20 февраля 2018 г.). «Гибель бактериоцитов в симбиотической системе гороховой тли / Бухнера» . Труды Национальной академии наук . 115 (8): E1819 – E1828. DOI : 10.1073 / pnas.1720237115 . ISSN 0027-8424 . PMC 5828623 . PMID 29432146 .   
  11. ^ Bäckhed, Фредрик; Росвалл, Жозефина; Пэн, Янцин; Фэн, Цян; Цзя, Хуэйцзюэ; Ковачева-Датчары, Петя; Ли, Инь; Ся, Ян; Се, Хайлянь; Чжун, Хуаньцзы; Хан, Мухаммад Танвир (май 2015 г.). «Динамика и стабилизация микробиома кишечника человека в течение первого года жизни» . Клеточный хозяин и микроб . 17 (5): 690–703. DOI : 10.1016 / j.chom.2015.04.004 . PMID 25974306 . 
  12. ^ Кокс, Лаура М .; Яманиши, Синго; Сон, Джихо; Алексеенко, Александр В .; Люнг, Жаклин М .; Чо, Ильсеунг; Kim, Sungheon G .; Ли, Хуэйлинь; Гао, Чжань; Махана, Дуглас; Сарате Родригес, Хорхе Г. (август 2014 г.). «Изменение кишечной микробиоты во время критического периода развития имеет длительные метаболические последствия» . Cell . 158 (4): 705–721. DOI : 10.1016 / j.cell.2014.05.052 . PMC 4134513 . PMID 25126780 .  
  13. ^ Домингес-Белло, Мария Г .; Костелло, Элизабет К .; Контрерас, Моника; Магрис, Магда; Идальго, Глида; Фирер, Ной; Рыцарь, Роб (29.06.2010). «Режим доставки формирует приобретение и структуру исходной микробиоты в различных средах обитания новорожденных» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (26): 11971–11975. Bibcode : 2010PNAS..10711971D . DOI : 10.1073 / pnas.1002601107 . ISSN 1091-6490 . PMC 2900693 . PMID 20566857 .   
  14. ^ Ватанабэ, К .; Юкухиро, Ф .; Matsuura, Y .; Fukatsu, T .; Нода, Х. (20 мая 2014 г.). «Внутрисплодная вертикальная передача симбионтов» . Труды Национальной академии наук . 111 (20): 7433–7437. Bibcode : 2014PNAS..111.7433W . DOI : 10.1073 / pnas.1402476111 . ISSN 0027-8424 . PMC 4034255 . PMID 24799707 .   
  15. ^ Дэвидсон, Сеана К .; Шталь, Дэвид А. (01.01.2006). «Передача нефридиальных бактерий дождевого червя Eisenia fetida» . Прикладная и экологическая микробиология . 72 (1): 769–775. DOI : 10,1128 / AEM.72.1.769-775.2006 . ISSN 0099-2240 . PMC 1352274 . PMID 16391117 .   
  16. ↑ Сасаки-Фукацу, Кайоко; Кога, Рюичи; Никох, Наруо; Ёсизава, Кадзунори; Касаи, Синдзи; Михара, Минору; Кобаяси, Муцуо; Томита, Такаши; Фукацу, Такема (01.11.2006). «Симбиотические бактерии, ассоциированные с желудочными дисками человеческих вшей» . Прикладная и экологическая микробиология . 72 (11): 7349–7352. DOI : 10,1128 / AEM.01429-06 . ISSN 0099-2240 . PMC 1636134 . PMID 16950915 .