在Buchnera aphidicola中,必需氨基酸生物合成的动态反应补充了低于最佳的宿主营养

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 昆虫与微生物的相互作用
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 布奇纳虫 (Buchnera aphidicola) 是一种内共生细菌,为其宿主虫 (Acyrthosiphon pisum) 提供必需的氨基酸 (EAA),使其能够在营养有限的花液中生存.
• 之前的研究已经探索了宿主提供的非必需氨基酸 (NEAA) 和B. aphidicola基因对单个EAA或多个NEAA缺陷的反应.
• 同时去除多个EAA,特别是分支链氨基酸 (BCAA),对B. aphidicola基因表达的影响仍然在很大程度上是未知的.

研究的目的:

• 为了研究从A. pisum饮食中完全同时忽略多个EAA,包括BCAA,对B. aphidicola基因表达的影响.
• 在特定氨基酸缺陷下分析涉及氨基酸生物合成途径 (ilvC,ilvD,thra) 的关键基因和控制基因 (trpC) 的表达.

主要方法:

• 虫被养在缺乏特定必需氨基酸的人工饮食上:ilv- (缺少异氨酸,白氨酸,氨酸) 或thra- (缺少氨酸,氨酸,氨酸).
• 用定量方法对B. aphidicola基因ilvC,ilvD,thra和trpC (控制) 进行基因表达分析.
• 虫存活率被监测和统计分析,以比较不同缺乏饮食的影响.

主要成果:

• 与最佳饮食相比,在ilv-和thra-缺乏饮食中,虫生存率显著降低,在ilv-饮食中生存率显著降低.
• 在ilv-饮食中,ilvC和ilvD基因 (参与BCAA生物合成) 的表达分别上调了2.49倍和2.08倍.
• THRA的表达 (参与氨酸,氨酸和氨酸的生物合成) 在ILV饮食中增加了2.35倍,在THRA饮食中增加了2.12倍,这表明复杂的代谢相互作用.

结论:

• 这项研究提供了第一个证据,表明内生生体生物合成途径基因如何响应来自宿主虫的饮食中同时完全缺少多个EAA,包括所有三个BCAA.
• 观察到的基因上调表明B. aphidicola内部的适应性反应,以弥补饮食中的氨基酸限制.
• 对虫生存的差异性影响表明对特定EAA的需求有所不同,BCAA可能对虫生长更为关键.