UNIVERSITY PARK,Pa. —곰팡이 기생충 감염시키는 개미와 조작 자신의 행동의 혜택을 곰팡이’재생이 위업을 달성한 감염시키지 않고 개미의 뇌 연구에 따르면,led 의 펜실베니아 주립 연구원입니다.,
대신에,Ophiocordyceps unilateralis 센 라토—의 복잡한 종 때때로”이라고 좀비 ant 곰팡이”—을 둘러싸고 침입하는 근육 섬유를 통하여 개미의 몸,그리고 곰 팡이 세포 형태로 3-D 네트워크는할 수 있도록 공동으로 제어스 동작,연구자들은 말했다.
이전 연구 보여주는 이 종-특정 기생충 제어의 동작을 목수 ant 노동자,매력적인 올라 그들은 식물을 물로의 밑면 나뭇잎 나뭇가,그들은 죽습니다., 으로 균에서 성장하 ant 시신,그것은 줄기는 돌기부터 개미의 머리와 방전 전염성 포자가 땅에 아래 그들이 감염시킬 수 있는 다른 구하고 있습니다.,
“는 방법을 이해하려면 이러한 미생물 기생충 통제 동물의 행동을,우리는 세포수준 간의 상호 작용하는 기생충의 목수-ant 호스트에서 중요한 순간에는 기생충의 수명 주기 때 조작된 호스트 해결 자체에 영구적으로 식물로 턱,”고 말했다 리드 저자 Maridel Fredericksen,전자 석사 학위 학생에서 곤충학 펜실베니아 주립대는 지금,박사 후보는 바젤 대학에서 동물원,스위스입니다.,
“곰팡이 알려져 있을 분비하는 조직이 특정 및 대사 산물을 변화시키트 유전자 발현을 뿐만 아니라 위축에서 하악의 근육 그 개미 호스트”고 말했다. “변경된 숙주 행동은 미생물 기생충의 유전자가 숙주의 몸을 통해 발현되는 확장 된 표현형이다. 그러나 곰팡이가 숙주의 행동을 조작하기 위해 이러한 효과를 조정하는 방법은 알려지지 않았습니다.”
이를 조사하기 위해 연구팀은 개미를 O.unilateralis s.l 중 하나에 감염시켰다., 또는 일반 곰팡이 병원체,백 차단제,구별하는 효과가 일반적인 병원균들에서는 특정 O.unilateralis s.l.
를 사용하여 시리얼 블록 얼굴 스캐닝 전자 현미경,팀을 만들어진 3-D 시각화를 결정하는 배포,풍요와의 상호 작용 곰팡이 내 몸의 수 있습니다. 이 사용하는 기술의 표현에 있는 돌파구는 연구이 기생충-호스트 시스템에 따라,수석 저자 David 를 믿는다는 건 거의 미친 짓이라고 부교수의 곤충학 및 생물학,Penn State.,
작동 공동 저자와 미시 하젠에서의 현미경과 Cytometry 시설의 펜 스테이트의 허클베리 기관의 생명과학,연구원의 조각을 조직에서 50 나노미터 캡처한 이미지는 각각의 조각 기계를 사용하는 것을 반복할 수 있는 프로세스 2,000 시간 이상 24 시간을 기준으로 합니다.
“여 겹쳐 쌓이는 이러한 조각,우리는 우리를 재구성 할 수 있습 them in3-D,주는 우리에게 미크론-수준기 사이의 상호 작용의 곰팡이 및 주인,믿을 수 없을만큼 높은 해상도”휴즈 말했다. “이것은 조작자가 호스트를 제어하는 방법에 대한 전례없는 견해입니다.,”
그 양의 데이터를 처리하기 위해 과학자들은 인공 지능(AI)과 기계 학습 알고리즘을 사용하여 이미지를 분석했습니다.
“우리의 공동 작업자 노트르담에서 이용할 수 있었다 깊은 학습을 훈련하는 컴퓨터 구별하는 곰팡이 및 개미는 세포 그래서 우리는 결정할 수 있다 얼마나의 유기체는 개미와 얼마나 많은 곰팡이,”휴 설명했다.,
ant 여 조작”좀비 ant 곰팡이”물에 아래쪽의 나뭇가지—그것의 마지막 죽기 전에 행위가 되는 플랫폼에 대한 곰팡이 재현합니다.
“개발의 최첨단,깊은 학습 모델을 식별하기위한 곰팡이 및 ant 세포가 완료되었고 공동 teamwork,”said 대 첸의 교수,컴퓨터 과학 및 엔지니어링,노트르담대학교도 있습니다., “Penn State group 은 우리 그룹이 깊은 신경망 모델을 훈련,테스트 및 개선하는 데 사용한 레이블이 지정된 이미지 데이터를 많이 생성했습니다. 그것은 정말 놀라운을 얼마나 잘 생물학 및 AI 연구원은 일 함께 이 문제를 해결하기 위해서 효과적으로.”
,결과를 출판 절차에서의 국립 과학원,보여주는 O.unilateralis s.l. 세포에 걸쳐 존재하는 거의 모든 지역의 호스트에 개미는’몸이 포함,머리에 가슴,복부와 다리입니다., 또한,의 큰 비율은 이런 곰팡이 세포가 연결되었다 제안,그들은 네트워크를 형성을 제어하는 호스트의 행동을 총칭.
“우리는 숙주에서 세포의 높은 비율이 곰팡이 세포라는 것을 발견했다”고 휴즈는 말했다. “본질적으로,이 조작 된 동물들은 개미의 옷에있는 곰팡이였습니다.”
그러나 곰팡이 세포가 뇌 외부에 직접 집중되었지만 연구자들은 뇌 내부에 곰팡이 세포가 없다는 것을 관찰했다.,
“일반적으로 동물에서,행동에 의해 제어되는 뇌 신호를 보내는 근육,그러나 우리의 결과,기생충 통제하고 행동을 호스트 주변으로,”휴즈 말했다. “거의 같은 명함을 가져옵 문자열을 만들 마리오네트 이동,곰팡이 컨트롤 개미의 근육을 조작하는 호스트의 다리 및 턱.”
비트 두뇌지 침략에 의해 균 세포 이전 작업 표시되는 뇌 수 있습 화학적으로 변경에 의하여,기생충 Hughes 지적했다.,
“우리는 곰팡이 될 수 있습을 보존하는 뇌도록 호스트가 살아남을 수 있을 때까지 그것은 수행 그것의 최종 무작—는 중요한 순간에 대한 곰팡이 재현합니다. 하지만 우리가 수행해야 할 추가적인 연구를 결정하는 두뇌의 역할은 얼마 제어 곰팡이 연습니다.”
다른 연구에서 공부했 Yizhe 장학과,컴퓨터 과학 및 엔지니어링,노트르담 대학;Raquel Loreto,박사 학자에서 곤충학,Penn State;및 콜린 벨 박사는 동료에서 생화학 및 분자생물학,Penn State.,
국립 과학 재단,국립 보건원,Comissao de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nival Superior-Brazil 및 American Heart Association 이이 작업을 지원했습니다.