Madame Lelica

Parcul universitar, Pa. – Un parazit fungic care infectează furnicile și manipulează comportamentul lor pentru a beneficia de reproducerea ciupercii realizează acest lucru fără a infecta creierul furnicilor, potrivit unui studiu condus de cercetătorii Penn State.,în schimb, Ophiocordyceps unilateralis sensu lato-un complex de specii numit uneori „ciuperca de furnici zombie” -înconjoară și invadează fibrele musculare în tot corpul furnicii, iar celulele fungice formează o rețea 3-D care le poate permite să controleze colectiv comportamentul gazdei, au spus cercetătorii.cercetările anterioare au arătat că acest parazit specific speciei controlează comportamentul lucrătorilor de furnici dulgher, obligându-i să urce vegetația și să muște în partea inferioară a frunzelor sau a crengilor, unde mor., Pe măsură ce ciuperca crește în cadavrul furnicii, produce o tulpină care iese din capul furnicii și evacuează spori infecțioși pe pământul de dedesubt, unde pot infecta alte furnici furajere.,

„Pentru a înțelege mai bine cum microbiene paraziți controla comportamentul animalelor, ne-am uitat la celule la nivel de interacțiuni între parazit și tâmplar-ant gazdă la un moment crucial în ciclul de viață al parazitului — atunci când manipulat gazdă stabilește definitiv în vegetație de mandibula”, a spus autorul principal Maridel Fredericksen, fostul diplomă de master student în entomologie la universitatea Penn state, acum doctorand la Universitatea din Basel, Institutul de Zoologie, Elveția.,”ciuperca este cunoscută că secretă metaboliți specifici țesutului și provoacă modificări ale expresiei genei gazdă, precum și atrofie în mușchii mandibulei gazdei sale de furnici”, a spus ea. „Comportamentul modificat al gazdei este un fenotip extins al genelor parazitului microbian exprimat prin corpul gazdei sale. Dar nu se știe cum coordonează ciuperca aceste efecte pentru a manipula comportamentul gazdei.pentru a investiga acest lucru, echipa de cercetare a infectat furnicile fie cu O. unilateralis s. l., sau cu un generalist patogen fungic, Beauveria bassiana, pentru a distinge între efectele care sunt comune pentru ciuperci patogene de cele care sunt specifice O. unilateralis s.l.

Utilizarea serial bloc-fata scanare-microscopie electronică, echipa a creat 3-D vizualizări pentru a determina distribuția, abundența și interacțiuni de ciuperci în interiorul organismelor de furnici. Această utilizare a tehnologiei a reprezentat un progres în studiul acestui sistem parazit-gazdă, potrivit autorului principal David Hughes, profesor asociat de Entomologie și biologie, Penn State.,lucrand cu coautoarea Missy Hazen in cadrul facilitatii de microscopie si citometrie a Institutelor Huck ale stiintelor vietii din Penn State, cercetatorii au luat felii de tesut la 50 nanometri si au capturat imagini ale fiecarei felii, folosind o masina care ar putea repeta acel proces de 2.000 de ori pe o perioada de 24 de ore.”prin stivuirea acestor felii, le-am putea reconstrui în 3-D, oferindu-ne o vedere la nivel de microni a interacțiunii dintre ciupercă și gazdă, cu o rezoluție incredibil de mare”, a spus Hughes. „Aceasta este o viziune fără precedent a modului în care un manipulator își controlează gazda.,pentru a procesa acea cantitate de date, oamenii de știință au folosit apoi algoritmi de inteligență artificială (AI) și de învățare automată pentru a analiza imaginile.

„colaboratorii noștri de la Notre Dame au putut folosi învățarea profundă pentru a instrui computerele pentru a diferenția între celulele fungice și furnică, astfel încât să putem determina cât de mult din organism este furnică și cât de mult este ciuperca”, a explicat Hughes.,

, „Grupul Penn State a produs o mulțime de date de imagine etichetate, pe care grupul nostru le-a folosit pentru instruirea, testarea și îmbunătățirea modelului nostru de rețea neuronală profundă. A fost cu adevărat uimitor să vedem cât de bine biologii și cercetătorii AI au lucrat împreună pentru a aborda această problemă atât de eficient.rezultatele, publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences, au arătat că celulele O. unilateralis s.L. au fost prezente în aproape toate regiunile corpurilor furnicilor gazdă, inclusiv în cap, torace, abdomen și picioare., În plus, o mare parte din aceste celule fungice au fost conectate, sugerând că ele formează o rețea pentru a controla comportamentul gazdei în mod colectiv.”am constatat că un procent ridicat de celule dintr-o gazdă erau celule fungice”, a spus Hughes. „În esență, aceste animale manipulate erau o ciupercă în îmbrăcămintea furnicilor.cu toate acestea, deși celulele fungice au fost concentrate direct în afara creierului, cercetătorii nu au observat celule fungice în interiorul creierului.,”în mod normal, la animale, comportamentul este controlat de creier care trimite semnale către mușchi, dar rezultatele noastre sugerează că parazitul controlează comportamentul gazdei periferic”, a spus Hughes. „Aproape ca un păpușar trage șirurile pentru a face o mișcare marionetă, ciuperca controlează mușchii furnicii pentru a manipula picioarele și mandibulele gazdei.deși creierul gazdă nu este invadat de celule fungice, lucrările anterioare au arătat că creierul poate fi modificat chimic de parazit, a remarcat Hughes.,”presupunem că ciuperca poate păstra creierul, astfel încât gazda să poată supraviețui până când își îndeplinește comportamentul final de mușcătură — acel moment critic pentru reproducerea fungică. Dar trebuie să efectuăm cercetări suplimentare pentru a determina rolul creierului și cât de mult controlează exercițiile fungice asupra acestuia.alți cercetători ai studiului au fost Yizhe Zhang, Departamentul de informatică și Inginerie, Universitatea Notre Dame; Raquel Loreto, savant postdoctoral în entomologie, Penn State; și Colleen Mangold, coleg postdoctoral în biochimie și biologie moleculară, Penn State.,

Fundația Națională pentru Știință, Institutele Naționale de Sănătate, Comissao de Aperfeiçoamento de Personalul de Nival Superior-Brazilia, și American Heart Association a susținut acest lucru.