Проблемы Эволюции |
Онтогенез. 2005. Т. 36. № 4. С. 280-291.
Онтогенез. 2005. Т. 36. № 4. С. 280-291.
УДК 576.6:579.881
Наш обзор "Бактерия вольбахия - повелитель мух"
А.В.Марков. Бактерии контролируют размножение и развитие животных
1Палеонтологический Институт РАН
117868 Москва, ГСП, ул. Профсоюзная, д.123
2Институт общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН
119991 Москва, ГСП-1, ул. Губкина, д.3
E-mail: zakharov@vigg.ru
Рассмотрены эффекты, которые внутриклеточная симбиотическая альфа-протеобактерия Wolbachia pipientis вызывает у своих хозяев — насекомых и других членистоногих: цитоплазматическая несовместимость при скрещиваниях, феминизация, партеногенез, андроцид. Обсуждаются особенности генома бактерии и возможные механизмы ее действия на хозяев.
Бактерии рода Wolbachia живут в клетках огромного множества наземных беспозвоночных. Вольбахией заражены многие насекомые, а именно двукрылые, бабочки, жуки, блохи, прямокрылые, перепончатокрылые, ногохвостки и другие. Кроме насекомых, вольбахия найдена у пауков, клещей, наземных равноногих ракообразных (мокриц) и нематод — филярий. По мере изучения круг известных хозяев вольбахии постоянно растет. Но уже сейчас ясно, что зараженность вольбахией у наземных беспозвоночных — явление повсеместное и массовое (Stouthamer et al., 1999).
С разными хозяевами вольбахия вступает в разные отношения. Она может быть как паразитом, так и комменсалом или симбионтом. Вольбахия уникальна тем, что эффекты, оказываемые ей на хозяев, крайне разнообразны. Вольбахия способна тонко регулировать размножение и развитие своих хозяев. Разнообразные манипуляции, которые производит вольбахия над своими хозяевами, преследуют одну общую цель — максимальное распространение бактерии в зараженной популяции. Вольбахия может жить только внутри клеток живого организма. Она не растет на искусственных средах, и даже в культурах клеток (насекомых и млекопитающих) вырастить ее удалось лишь недавно (Noda et al., 2002). Передается вольбахия в основном вертикально, по материнской линии, проникая в цитоплазму яйцеклеток. Горизонтальная передача, безусловно, тоже происходит, но сравнительно редко (Werren et al., 1995a; Heath et al., 1999; Van Meer et al., 1999). Она сильно затруднена неспособностью вольбахии жить вне клеток живого организма. Эти особенности определяют круг основных «задач», стоящих перед паразитом. Чтобы наилучшим образом обеспечить собственное распространение в популяции хозяев, различные штаммы вольбахии выработали адаптации, позволяющие им:
1) Проникать в максимальное число яиц, откладываемых зараженной самкой (нередко вольбахии удается заразить 100% яиц);
2) Причинять как можно меньше вреда зараженной самке, а в ряде случаев — даже повышать ее жизнеспособность;
3) Повышать плодовитость зараженных самок;
4) Снижать плодовитость незараженных самок, используя в качестве «орудия» зараженных самцов (о том, как это осуществляется, см. ниже);
5) Сдвигать соотношение полов в популяции хозяев в сторону преобладания самок. Дело в том, что вольбахия не может передаваться со сперматозоидами; в зрелой сперме зараженных самцов эти бактерии отсутствуют (Bressac, Rousset, 1993). Бактерии, попавшие в организм самца, не имеют шансов передать свое потомство следующему поколению хозяев. Поэтому самцы являются для вольбахии своего рода «ненужным балластом».
Эффекты, оказываемые вольбахией на хозяина, определяются как штаммом бактерии (которых описано несколько сотен), так и генотипом хозяина. Подробное описание эффектов имеется в ряде работ (Горячева, 2004; Stouthamer et al., 1999); здесь мы коротко рассмотрим их основные типы.
1. Цитоплазматическая несовместимость (ЦН) — наиболее широко распространенный эффект вольбахии, проявляющийся в том, что при скрещивании зараженных самцов с незараженными самками эмбрионы гибнут на ранних стадиях развития. Происходит это потому, что отцовские хромосомы в оплодотворенном яйце ведут себя ненормально и в конце концов разрушаются (Richardson et al., 1987; Callaini et al., 1997). В некоторых случаях это может быть связано с задержкой разрушения оболочки мужского пронуклеуса (Tram, Sullivan, 2002). В результате яйцо остается фактически гаплоидным. Молекулярный механизм ЦН до конца не выяснен. Согласно наиболее аргументированной из имеющихся гипотез, вольбахии, живущие в гонадах самца, каким-то образом модифицируют («метят») хромосомы сперматозоидов (рис.1). Эта метка и является причиной разрушения хромосом после оплодотворения. Однако если самка заражена тем же самым штаммом вольбахии, отцовские хромосомы не разрушаются, и из яйца развивается нормальная особь (естественно, зараженная). По всей вероятности, присутствующие в яйцеклетке бактерии каким-то образом распознают метку и спасают хромосомы от разрушения. Это распознавание и «спасение» (rescue) в большинстве случаев является штаммоспецифичным: вольбахии «спасают» только хромосомы, помеченные тем же самым штаммом (Werren, 1997).
рис.1. Действие вольбахии на хромосомы хозяина по модели «ключ-замок». А, Б — сперматогенез у инфицированных самцов: w.b. (незаштрихованные овалы) — бактериальные клетки, черные кружки — производимый бактерией фактор («замок»), связывающийся с хромосомами хозяина (черные прямоугольники). В,Г — несовместимое скрещивание между неинфицированной самкой и инфицированным самцом: В — зигота, Г — анафаза деления. Д, Е — совместимое скрещивание между двумя инфицированными особями: Д — зигота, Е — анафаза деления; черные квадраты с вырезом — производимый бактериями агент, связывающийся с «замком» и снимающий его с отцовских хромосом (из Горячева, 2004).
2. Партеногенез. У некоторых членистоногих (перепончатокрылых, трипсов, ногохвосток и клещей) вольбахия вызывает переход к партеногенетическому размножению. Так, у перепончатокрылых в норме из неоплодотворенных яиц развиваются самцы, из оплодотворенных — самки. Вольбахия вмешивается в процесс онтогенеза, нарушая нормальный ход развития насекомого. Когда неоплодотворенное яйцо (из которого в норме должен развиться самец) вступает в первый митоз, вольбахия останавливает процесс в анафазе, когда хромосомы уже удвоились, а дочерние ядра еще не разделились. В результате яйцо становится диплоидным, и из него развивается самка (Stouthamer, Kazmer, 1994).
3. Феминизация. Вольбахия превращает генетических самцов в самок у некоторых бабочек и мокриц. Механизм явления изучен у мокриц Armadillidium vulgare. Оказалось, что вольбахия воздействует на систему выработки андрогенного гормона. При его отсутствии из эмбриона развивается самка, при наличии — самец. У зародышей мокриц мужского пола вольбахия подавляет развитие андрогенной железы, вырабатывающей данный гормон (LeGrand et al., 1987). Если искусственно заразить вольбахией взрослого самца мокрицы, у которого уже имеется андрогенная железа, происходит частичная феминизация, хотя деятельность андрогенной железы при этом продолжается. По-видимому, в этом случае вольбахия подавляет способность тканей адекватно реагировать на андрогенный гормон (Juchault et al., 1992). Из этого видно, что воздействие вольбахии на хозяина может иметь комплексный характер; разные механизмы воздействия могут дублировать и «подстраховывать» друг друга. Интересно, что у обеих групп, где наблюдается индуцированная вольбахией феминизация (изопод и бабочек) самки гетерогаметны. Кроме вольбахии, феминизацию различных видов беспозвоночных вызывают и некоторые другие бактерии, а также простейшие (Горячева, 2004).
4. Гибель самцов (андроцид). Вольбахия вызывает гибель эмбрионов мужского пола у божьих коровок Adalia bipunctata (Захаров и др., 2000), африканских бабочек рода Acraea (Jiggins et al., 1998), мухи Drosophila bifasciata (Hurst et al., 2000). Гибель самцов вызывается рядом других бактерий (риккетсиями, эрлихиями, спироплазмами) и паразитическими простейшими. Любопытно, что в популяциях божьих коровок A.bipunctata, наряду с вольбахией, присутствуют и другие виды бактерий — «самцеубийц» (male-killers). Высказано предположение, что иногда частичная гибель самцов может быть выгодна самим насекомым (Захаров, 1999). В таком случае данный эффект может быть генетически закреплен со стороны хозяина. Возможно, насекомые реагируют гибелью самцов на какие-то факторы, общие для вольбахии и других «самцеубийц». Важно отметить, что среди немногочисленных насекомых, у которых вольбахия вызывает андроцид, есть виды с гетерогаметными как самками (бабочки), так и самцами (дрозофила, божьи коровки). Следовательно, «распознавание» самцов бактериями происходит не по набору половых хромосом, а как-то иначе. Показано, что гибель мужских эмбрионов D.bifasciata наступает лишь в том случае, если в яйце имеется определенная пороговая концентрация вольбахии. При более низкой концентрации из яйца развивается зараженный самец. При скрещивании таких самцов с незараженными самками наблюдается слабая ЦН (Hurst et al., 2000). Таким образом, один и тот же штамм вольбахии осуществляет сразу два базовых эффекта: ЦН и андроцид.
5. Повышение плодовитости и жизнеспособности. У некоторых видов насекомых вольбахия повышает плодовитость самок; иногда этот эффект сочетается с ЦН. У некоторых насекомых после излечения от вольбахии отмечается снижение продолжительности жизни, а также интегрального параметра «общей приспособленности», учитывающего такие показатели, как плодовитость, конкурентоспособность личинок и др. Иногда (например, у D.simulans) эти эффекты исчезают через несколько поколений (Poinsot, Merçot, 1997). Это наводит на мысль о том, что «польза», приносимая вольбахией хозяину, в ряде случаев является иллюзорной. Можно предположить, что вольбахия способна вызывать нечто вроде временной «наркотической зависимости» или пользоваться приемом «яд-противоядие», известным для некоторых плазмид. Для нематод-филярий вольбахия, возможно, является полезным симбионтом. У нематод, «вылеченных» от вольбахии при помощи тетрациклина, наблюдается значительный рост смертности и снижение плодовитости (Chirgwin et al., 2003).
Полифилетичность эффектов вольбахии. Разнообразные эффекты вольбахии, судя по всему, возникали в эволюции различных ее штаммов многократно и независимо. Например, штаммы, вызывающие андроцид у божьих коровок, бабочек и дрозофил, вовсе не родственны между собой (Hurst et al., 2000). Также очень далеки друг от друга в таксономическом отношении штаммы, индуцирующие феминизацию у бабочек и мокриц. Напротив, часто очень близкие, почти идентичные штаммы вызывают совершенно разные эффекты (Rousset et al., 1992; Stouthamer et al., 1993; Van Meer et al., 1999). Искусственный перенес вольбахии от одного хозяина к другому обычно ведет к тому же самому эффекту, который наблюдался и у исходного (Stouthamer et al., 1999). Однако, в опытах по переносу бактерий между чешуекрылыми разных видов было обнаружено, что заражение Ephestia kuehniella приводит к гибели самцов, хотя у естественного хозяина соответствующие штаммы вольбахии вызывали феминизацию (Fujii et al., 2001) или цитоплазматическую несовместимость (Sasaki et al., 2002).
Это говорит о том, что, вероятно, все эти эффекты базируются на единой молекулярно-генетической основе и могут сравнительно легко переходить один в другой. Существует также возможность фагового переноса (трансдукции) генов, ответственных за те или иные эффекты, от одних штаммов вольбахии к другим. Это подтверждается наличием многочисленных мобильных элементов, в том числе профагов, в геноме вольбахии, причем в составе этих элементов находятся гены белков, участие которых в воздействии на хозяина вполне вероятно (например, белков с анкириновыми повторами) (Wu et al., 2004; см. ниже).
Важной научной задачей является расшифровка молекулярно-генетических механизмов всех перечисленных манипуляций, осуществляемых вольбахией над своими хозяевами. Можно ожидать, что расшифровка этих механизмов даст человеку мощные средства воздействия на живые организмы. Экспериментальные исследования вольбахии затруднены невозможностью ее культивирования вне клеток хозяина. Поэтому основные надежды возлагались на расшифровку генома этого удивительного микроорганизма (Stouthamer et al., 1999). В марте 2004 г. были опубликованы первые результаты анализа генома вольбахии штамма wMel — симбионта Drosophila melanogaster (Wu et al., 2004). Геном доступен по адресу: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/viewer.fcgi?val=NC_002978
Геном вольбахии wMel невелик по размеру (1,267,782 пар оснований, 1322 «предсказанных» гена) , что вообще характерно для бактерий — облигатных внутриклеточных паразитов, переложивших значительную часть задач собственного жизнеобеспечения на хозяина. В частности, вольбахия утратила значительную часть генов, необходимых для образования собственной наружной липополисахаридной мембраны (вместо которой, по-видимому, функционирует мембрана, образуемая клеткой хозяина вокруг каждой бактерии). Гены, необходимые для синтеза средней части клеточной стенки (включая пептидогликановый слой) у вольбахии сохранились.
В целом геном вольбахии сильно упрощен (Wu et al., 2004). При этом, однако, в нем обнаружено необычайно большое для бактерий количество повторяющихся последовательностей и мобильных генетических элементов (МГЭ), в том числе три профага; у других штаммов вольбахии также обнаружены активные фаги и профаги (Masui et al., 2001). В геноме wMel выявлено 714 повторяющихся последовательностей длиннее 50 пар оснований (п.о.), в том числе 138 повторов длиннее 200 п.о. Последние составляют 14,2% всего генома и подразделяются на 19 семейств, 15 из которых, по-видимому, соответствуют МГЭ.
Обилие повторов и МГЭ — уникальная особенность вольбахии, отличающая ее от всех остальных внутриклеточных бактерий. С точки зрения эволюционной генетики, налицо явный парадокс. С одной стороны, наблюдается ярко выраженная тенденция к упрощению генома, с другой — рекордно большое количество МГЭ, которые, казалось бы, в ходе упрощения должны были быть элиминированы в первую очередь, как вовсе не обязательные для выживания бактерии.
Обнаруженные у вольбахии МГЭ отнюдь не бездействуют. Геном несет следы многочисленных и частых реорганизаций, связанных с перемещениями МГЭ, и с большим распространением повторов, которые могут служить сайтами внутригеномной рекомбинации. Сравнение геномов разных штаммов вольбахии подтверждает это. Еще более веским доказательством постоянно идущих у вольбахии активных перестановок участков генома является сравнение порядка расположения генов в кольцевых хромосомах вольбахии и ее ближайшего родственника — риккетсии. Набор генов у этих бактерий почти одинаков, однако в порядке их расположения в хромосоме не наблюдается практически никакого сходства. Судя по всему, мобильные элементы играли важную роль в эволюции вольбахии (Wu et al., 2004). В частности, есть данные, согласно которым фаг WO, которым заражены многие штаммы вольбахии, уже давно развивается вместе с ней, часто переносится от штамма к штамму и играет роль в ее эволюции, причем, по-видимому, позитивную (Masui et al., 2001).
По сравнению с другими (в том числе близкими) видами у вольбахии очень активно происходят также дупликации генов. Активно дуплицировались МГЭ, многие гены белков с неизвестной функцией, дуплицирован участвующий в репарации ген mutL и др.
Предполагается, что вольбахия приобрела многие мобильные элементы из какого-то внешнего источника (возможно, с помощью фагов) уже после разделения линий вольбахии и риккетсии, но до расхождения штаммов вольбахии (которое, как считают, началось примерно 100 млн. лет назад (Bandi et al., 1998; Werren et al., 1995b)). Этот вывод основан на том, что у риккетсии соответствующие МГЭ отсутствуют, а у разных штаммов вольбахии они сходны между собой. К тому же, по-видимому, МГЭ вольбахии уже успели претерпеть амелиорацию, что говорит о достаточно давнем их приобретении (Wu et al., 2004).
Чем же объясняется парадоксально большое число МГЭ в упрощенном геноме вольбахии? В качестве причины предполагается слабое действие отбора по сравнению с мутациями и генетическим дрейфом, что обусловлено частыми «бутылочными горлышками» в популяциях вольбахии (Wu et al., 2004).
Это объяснение, однако, представляется не вполне удовлетворительным. Слабое действие отбора должно было бы привести к тому, что геном вольбахии был бы переполнен не только МГЭ, но и иным «генетическим мусором» — псевдогенами и т.п. Однако этого не наблюдается. Всего в геноме вольбахии обнаружено 94 инактивированных гена (Wu et al., 2004; table S4), причем большинство из них (65) — это гены, связанные с МГЭ (транспозазы, обратные транскриптазы, гены профагов и др.). Амелиорация привнесенных МГЭ тоже вряд ли могла бы проходить в условиях слабого отбора. Более логичным кажется предположение, что МГЭ приносят вольбахии определенную пользу, и поэтому сохраняются.
Возможно, многочисленные МГЭ позволяют вольбахии лучше справляться с эволюционными кризисами, возникающими в ее «среде обитания» из-за быстрых эволюционных скачков, совершаемых хозяевами — например, дрозофилами, у которых стресс может вызывать активизацию их собственных МГЭ и взрывной мутагенез (Ратнер, Васильева, 1993; Vasilyeva et al., 1999). МГЭ могут служить своего рода «рецепторами внешних стрессирующих сигналов, инициирующих вспышки транспозиционной изменчивости в критические периоды эволюции популяций» (Ратнер, Васильева, 1993, С. 57). Для дрозофил также характерно быстрое возникновение репродуктивной изоляции при экологической дивергенции, показанное экспериментально (Dodd, 1989).
Обсуждаемый «парадокс» можно соотнести с данными по мутационному процессу в природных популяциях Drosophila melanogaster. У этих мух — хозяев штамма wMel — отмечены вспышки мутагенеза, синхронные на большой территории, причем многие из этих мутаций во время вспышек очень неравномерно распространены между полами (у самок частота мутации бывает в несколько раз выше, чем у самцов) (Захаров И.К., 1995). Последнее говорит о возможной связи этих мутаций с передающимися по материнской линии внутриклеточными бактериями.
Поскольку взрывы мутабильности у D.melanogaster в ряде случаев объясняются повышением активности МГЭ, встает вопрос о возможной корреляции подобных явлений у хозяина и его паразита, обладающего аномально большим числом МГЭ. При этом необходимо учитывать, что следов горизонтального обмена генами (в том числе МГЭ) между wMel и D.melanogaster пока не обнаружено (Wu et al., 2004).
В одном из наиболее полных и подробных обзоров по биологии вольбахии (Stouthamer et al., 1999) основной вывод звучит как вопрос: «что же обеспечивает вольбахии столь удивительную пластичность?» (P. 93). В фундаментальной работе по анализу генома вольбахии (Wu et al., 2004) один из главных выводов тоже можно сформулировать в виде вопроса: почему же у вольбахии так много мобильных элементов и дупликаций?
Логично предположить, что именно изобилие активных мобильных элементов обеспечивает вольбахии ее необычайную эволюционную пластичность. Необходимость сохранения пластичности, диктуемая существованием в быстро эволюционирующих хозяевах, а также горизонтальными переходами вольбахии от одних хозяев к другим, часто — неродственным (Van Meer et al., 1999), обуславливает сохранение МГЭ в геноме несмотря на его общее упрощение.
Конкретные молекулярно-генетические механизмы, обеспечивающие вольбахии контроль контроль над размножением и развитием своих хозяев, до сих пор не известны. Однако анализ генома вольбахии позволяет выдвинуть ряд проверяемых гипотез о природе этих механизмов. Вполне очевидны три основные группы генов, являющиеся самыми вероятными кандидатами на роль регуляторов взаимоотношений с хозяином, а именно:
1) так называемые «поверхностные белки вольбахии», или поверхностные антигены — wsp (Wolbachia surface protein);
2) белки секреторной системы типа IV (type IV secretion system; T4SS);
3) белки с анкириновыми повторами.
Ниже детально рассматриваются эти группы генов и их возможная роль во взаимоотношениях паразита и хозяина.
Поверхностные белки вольбахии (wsp). Эти белки, располагающиеся на наружной поверхности вольбахии, с самого начала привлекали к себе наибольшее внимание исследователей. Оказалось, что последовательности генов wsp сильно различаются у разных штаммов; эволюционные изменения в них происходят значительно быстрее, чем в других изученных генах вольбахии (Van Meer et al., 1999). Последовательности wsp настолько штаммоспецифичны, что по ним оказалось удобнее всего проводить классификацию разновидностей вольбахии. Нуклеотидная последовательность гена wsp является сейчас главным систематическим признаком в классификации штаммов. Белки wsp к тому же являются одними из наиболее сильно экспрессируемых, производятся вольбахией в больших количествах, что говорит об их функциональной значимости (Braig et al., 1998).
Известно, что поверхностные белки (антигены) бактерий часто играют ключевую роль в их взаимоотношениях с хозяином. Помимо этого общего соображения, об участии wsp в воздействии вольбахии на хозяина говорят следующие факты.
1) Как говорилось выше, самая распространенная манипуляция, совершаемая вольбахией над своими хозяевами (цитоплазматическая несовместимость) включает в себя элемент штаммоспецифического распознавания. Вольбахии, находящиеся в яйцеклетке, распознают специфическую «метку», оставленную на хромосомах сперматозоида другими вольбахиями, живущими в семенниках самца. Если метка распознается как «своя» (оставленная тем же самым штаммом), присутствующие в яйцеклетке вольбахии спасают хромосомы от разрушения. Поэтому уже сам факт обнаружения у вольбахии строго штаммоспецифичного белка должен был привлечь внимание. Такой белок может служить как «меткой», так и «распознающим агентом» (и даже, теоретически, тем и другим одновременно).
2) Уже в первой работе, посвященной выделению и изучению белка wsp (Braig et al., 1998), было показано, что вариации его последовательности коррелируют со способностью определенных штаммов вольбахии вызывать ЦН и «спасать» отцовские хромосомы.
3) Показана также корреляция вариантов wsp со специфической локализацией вольбахий в ооцитах и эмбрионах дрозофилы (Veneti et al., 2004). Заметим, что в перемещениях вольбахии внутри клеток хозяина и в развивающемся эмбрионе большую роль играет взаимодействие бактерий с цитоскелетом. Вольбахии в яйце связаны с тубулиновыми микротрубочками; в частности, они концентрируются у полюсов митотических веретен (Callaini et al., 1997; Kose, Karr, 1995).
4) Если белок wsp действительно играет важную роль во взаимодействии вольбахии с хозяином, то его эволюционные изменения должны у паразитических («вредных») штаммов происходить быстрее, чем у мутуалистических. Дело в том, что в первом случае между паразитом и хозяином должна происходить своего рода «гонка вооружений», тогда как во втором они стремятся прийти к оптимальному компромиссу и стабилизироваться в этом состоянии. Данная гипотеза была проверена и подтверждена биоинформационными методами (Jiggins et al., 2002).
В геноме штамма wMel присутствуют три паралогичных варианта гена wsp (собственно wsp, известный ранее и использовавшийся для систематики, wspB и wspC), причем они довольно сильно отличаются друг от друга (сходство wspB с wsp — 19.7%, wspC с wsp — 23.5%.). Изучены ортологи wspB у других штаммов вольбахии и показано, что этот ген эволюционирует еще быстрее, чем wsp, и тоже может использоваться для систематики.
В последовательностях генов wsp вольбахии обнаруживается сходство с поверхностными белками различных бактерий, участвующими в специфическом распознавании и связывании других белков, в том числе с агглютининами и белками, отнесенными в системе Pfam к семейству PF02462 (opacity family porin protein). Например, белок wsp штамма wMel сходен с агглютинином NP_541354; opacity-белками ZP_00301119; ZP_00196022 и др. Белки семейства PF02462 относятся к группе поринов и играют ключевую роль в «узнавании» рядом патогенных бактерий определенных аминокислотных последовательностей в поверхностных белках клеток хозяина. Так, у патогенной бактерии Neisseria имеется набор opacity-белков, содержащих гипервариабельные домены и распознающих строго определенные поверхностные белки человеческих клеток, относящиеся к семейству CD66 (Virji et al., 1999).
Кроме того, белки wsp проявляют некоторое сходство с семействами Pfam PF03548 и PF03797, связанными с транспортом протеинов через клеточную оболочку и с его регуляцией; а также с семейством PF00593 — бактериальными поверхностными рецепторами, осуществляющими высокоаффинное связывание ряда специфических субстратов (например, витамина B12) и участвующими в их транспорте через наружную мембрану клеточной стенки (Buchanan et al., 1999).
Таким образом, аминокислотная последовательность wsp-белков позволяет предполагать их участие в высокоспецифичном связывании определенных лигандов (в том числе белков и пептидов), а также в осуществлении или регуляции транспорта веществ (в том числе протеинов) через клеточную стенку.
Возможная роль wsp во взаимодействии вольбахии с хозяином обсуждается ниже в связи с секреторной системой типа IV.
Секреторная система типа IV. Вольбахия обладает сложным молекулярным аппаратом, служащим для вывода макромолекул из бактериальной клетки в цитоплазму хозяина — так называемой секреторной системой типа IV (Type IV secretion system, T4SS) (Masui et al., 2000). Другое название T4SS — «адаптированная система конъюгации», поскольку она действительно развилась из аппарата конъюгации (контролируемого обмена участками ДНК между бактериями) (Winans et al., 1996; Cao, Saier, 2001).
Конъюгационный аппарат, модификацией которого является T4SS, состоит из трех частей: (1) проводящего канала, расположенного в толще клеточной стенки, (2) прикрепленных изнутри АТФ-аз — «двигателей», обеспечивающих аппарат необходимой энергией и (3) торчащего снаружи пилуса (мн. ч. «пили») — трубочки, при помощи которой конъюгирующие бактерии вступают друг с другом в контакт (Yeo, Waksman, 2004). Многие патогенные бактерии «научились» использовать этот аппарат в иных целях — для введения белков и нулкеопротеидных комплексов в клетки хозяина.
Строение T4SS лучше всего изучено у бактерии Agrobacterium tumefaciens, вызывающей опухоли у растений. Бактерия эта в высшей степени интересна. Ее называют «природным генным инженером» (Wood et al., 2001). При помощи T4SS она вводит в клетки растений фрагмент своей ДНК в комплексе с белками. Гены бактерии экспрессируются в растительной клетке, что и приводит к развитию опухоли. «Природный генный инженер» и его уникальный аппарат для ввода ДНК в растительные клетки сейчас активно используется в экспериментах по генной инженерии растений.
У других бактерий, обладающих T4SS (Bordetella pertussis, Helicobacter pylori, Brucella suis, Legionella pneumophila, Rickettsia prowazekii и др.), насколько известно, этот аппарат используется для внедрения в цитоплазму хозяина различных белков, но не ДНК. Эти белки играют большую роль в вирулентности и патогенезе. Так, например, суперполиморфная кишечная бактерия Helicobacter pylori выделяет через T4SS в эпителиальные клетки хозяина (человека) белок CagA, который затем активируется неизвестным пока белком-киназой хозяина (фосфорилируются остатки тирозина в CagA). Активированный CagA включается в сигнально-регуляторные каскады эукариотической клетки, воздействует на цитоскелет и в конечном счете приводит к активизации образования псевдоподий эпителиальными клетками кишечника (Stein et al., 2000).
Важно отметить, что белки T4SS — отнюдь не только транспортировщики. В активном взаимодействии с клетками хозяина участвуют не только выводимые с их помощью макромолекулы, но и они сами. Так, обнаружены четыре белка растения Arabidopsis, которые специфически взаимодействуют с белком virB2, входящим в состав пилуса T4SS у Agrobacterium tumefaciens. Заражение приводит к увеличению их экспрессии. Трансгенные растения с подавленной экспрессией этих белков отличаются меньшей восприимчивостью к возбудителю (их клетки меньше изменяются под его воздействием). Наоборот, при повышенной экспрессии этих белков растение становится более чувствительным к влиянию агробактериума (Hwang, Gelvin, 2004).
Аппарат T4SS образован несколькими virB-белками (рис. 2). Как видно из рисунка, белки virB2, virB3 и virB5 образуют пилус, virB6-10 — канал, virB4 и virB11 представляют собой внутренние мембранные АТФ-азы. Компоненты T4SS специфически взаимодействуют между собой; их точная «подогнанность» друг к другу подтверждается, в частности, отсутствием горизонтального обмена компонентами T4SS между разными эволюционными линиями бактерий (Cao, Saier, 2001).
Рис. 2. Схема строения секреторной системы типа IV (T4SS) (из Cao, Saier, 2001)
В геноме вольбахии гены vir собраны в два оперона. На рис. 3 показано строение vir-оперонов у вольбахии wMel, риккетсии (R.conorii) и агробактериума (A.tumefaciens). Видно сходство в строении оперонов T4SS у этих трех бактерий. Можно заметить, что у риккетсии и вольбахии — внутриклеточных бактерий — отсутствуют белки virB2 и virB5, образующие пилус. Очевидно, это связано с тем, что внутриклеточным паразитам не нужно вступать в контакт с наружной поверхностью клетки хозяина. Белок virD4, имеющийся у всех трех видов, не имеет фиксированного положения в T4SS: он прикрепляется к транспортируемым макромолекулам и помогает их транспортировке. Гомологи белка virD4 (TrwB, TraJ и др.) играют важную роль в конъюгации бактерий. Они обладают способностью связываться как с компонентами T4SS (в частности, с virB10), так и с релаксазами — белками, которые ковалентно связываются с ДНК донора в его цитоплазме и, по-видимому, первыми вводятся в цитоплазму реципиента, увлекая за собой донорскую ДНК. Показано, что связывание гомологов virD4 с релаксазами высоко специфично (связываются только «свои» релаксазы), а с virB10 — нет (один и тот же virD4 связывается с разными virB10, происходящими от разных штаммов или плазмид) (Llosa et al., 2002, 2003). У вольбахии релаксазы не обнаружены.
Рис. 3. Опероны T4SS у вольбахии wMel, Rickettsia conorii и Agrobacterium tumefaciens. (из Wu et al., 2004).
Белки вольбахии WD0856, WD0855, WD0854 по аминокислотным последовательностям очень похожи на virB6 и, вероятнее всего, участвуют в образовании основного канала T4SS.
Белок WD0853 по аминокислотной последовательности совершенно не похож на vir-белки, зато он проявляет сходство с белками надсемейства SMC (например, с белком cut14 Schizosaccharomyces pombe (Swiss-Prot accession P41003 ), которые у эвкариот являются центральными компонентами конденсинового комплекса, необходимого для конденсации хромосом в начале митоза. Способность SMC-белков связываться с хромосомами и их участие в регуляции поведения хромосом в начале митоза можно сопоставить с теми нарушениями поведения отцовских хромосом в зиготе, на которых основан вызываемый вольбахией эффект цитоплазматической несоместимости. Это делает белок WD0853 перспективным кандидатом на роль одного из факторов, определяющих данный эффект.
Имеющийся у внеклеточных патогенных бактерий белок VirB7 — липопротеин наружной мембраны, способный взаимодействовать сам с собой и с virB9, образуя соответственно гомо- и гетеродимеры при помощи дисульфидных связей (Spudich et al., 1996; Cao, Saier, 2001). Гетеродимер VirB7/VirB9 локализуется в наружной мембране и играет решающую роль в стабилизации остальных virB-белков в процессе сборки транспортировочной машины. Отсутствие белка virB7 у вольбахии и риккетсии согласуется с редукцией у них наружной мембраны, вместо которой функционирует мембрана хозяина, окружающая бактерию. Очевидно, что такое радикальное изменение строения наружного слоя клеточной стенки должно было сопровождаться соответствующими изменениями белков периферической части T4SS. Однако какие-то белки, аналогичные по функциям virB2, virB5, и особенно virB7 должны присутствовать у вольбахии, хотя бы для того, чтобы обеспечивать транспортировку макромолекул через хозяйскую мембрану. Какие же из белков вольбахии могут выполнять эту роль?
Крайне интересен тот факт, что в состав одного из T4SS-оперонов вольбахии входит белок wspB. Это явно указывает на тесную связь между T4SS и wsp-белками. С этим предположением согласуется и упомянутое выше сходство последовательностей wsp с некоторыми бактериальными поринами и регуляторами транспорта макромолекул через клеточную оболочку. Кроме того, поскольку и wsp-белки, и T4SS, очевидно, принимают активное участие в регуляции взаимоотношений вольбахии с хозяином, их деятельность, по-видимому, должна быть четко согласована. Связь может быть как структурной, так и функциональной. Возможно, белки wsp располагаются на наружной поверхности вольбахии в тесной ассоциации с хозяйской мембраной и наружными отверстиями каналов T4SS, на месте отсуствующих пилей.
Предполагаемая связь wsp c наружной мембраной, образуемой хозяином, наводит на мысль о возможной связи штаммоспецифичности wsp со специфическими свойствами мембран разных хозяев. Это предположение, однако, соответствует не всем наблюдаемым фактам. С одной стороны, уровень сходства штаммов, определяемый по последовательностям генов wsp, мало коррелирует с таксономической близостью их хозяев. С другой, опыты по пересадке штаммов вольбахии от одного хозяина к другому, которые во многих случаях оказываются успешными, показывают, что эффект, производимый бактерией, определяется как спецификой штамма, так и видовой принадлежностью хозяина (Rousset et al., 1992; Stouthamer et al., 1993; Van Meer et al., 1999; Hurst et al., 2000, Fujii et al., 2001; Sasaki et al., 2002).
Выше говорилось о возможной роли wsp в специфическом распознавании вольбахией «своих» меток на отцовских хромосомах в зиготе, о связи wsp с секреторной системой типа IV и о происхождении последней от конъюгационного аппарата. Сопоставив эти соображения, можно предположить, что специфическое распознавание, являющееся составной частью эффекта ЦН и связанное с wsp-белками, является производным (или, в более общем смысле — наследием) того механизма, который выработался у свободноживущих предков вольбахии для того, чтобы конъюгирующие особи могли отличать своих от чужих.
Необходимо пояснить, что обмен генами путем конъюгации в норме происходит только между родственными бактериями, хотя в последнее время чаще обсуждается как раз менее типичное явление — генетический обмен между неродственными формами. Однако доля генов, приобретенных путем такой «отдаленной гибридизации», в геномах изученных бактерий и архей сравнительно невелика: не более 15% у свободноживущих форм и 8-9% у паразитических (Шестаков, 2003). Перед началом конъюгации, по-видимому, происходит оценка партнерами друг друга, включающая распознавание по принципу «свой — чужой», в котором участвуют компоненты пилей (Anthony et al., 1994). У некоторых бактерий конъюгация индуцируется специальными сигнальными пептидами — половыми феромонами, выделяемыми клеткой — будущим реципиентом. Феромоны воспринимаются другими клетками, несущими конъюгационную плазмиду — будущими донорами (Maqueda et al., 1997). Восприятие феромонов и реакция на них строго специфичны (каждая плазмида реагирует только на «свой» феромон) (Dunny et al., 2001).
Таким образом, конъюгационный аппарат включает в себя механизм распознавания своих и чужих, представляющий собой в общем случае комплекс определенных специфических лигандов (антигенов), скорее всего пептидной или белковой природы, и распознающих их рецепторов. Белки wsp могут быть производными или, по крайней мере, аналогами компонентов этого комплекса.
Анкириновые белки. Белки с анкириновыми повторами довольно редко встречаются у бактерий. Считается, что это типично эвкариотические регуляторные белки, участвующие в разнообразных межбелковых взаимодействиях. Особенно важную роль они играют в регуляции деятельности цитоскелета. Возможно, бактерии получили эти белки от эвкариот в результате латерального переноса (Bork, 1993; Hryniewicz-Jankowska et al., 2002).
Уникальной особенностью генома вольбахии оказалось наличие большого числа белков с анкириновыми повторами. У вольбахии штамма wMel обнаружены гены 23 таких белков, что является абсолютным рекордом для прокариот. Предполагается, что по крайней мере некоторые из этих белков могут выводиться наружу через секреторную систему типа IV (Wu et al., 2004). В той же статье приводятся следующие факты, свидетельствующие о возможной роли анкириновых белков вольбахии в регуляции цитоскелета и клеточного цикла хозяина:
1) Многие анкирин-содержащие белки эвкариот присоединяют мембранные белки к цитоскелету;
2) Анкириновый белок бактерии Ehrlichia phagocitophyla связывает конденсированный хроматин хозяина и может быть связан с регуляцией клеточного цикла (Caturegli et al., 2000);
3) Некоторые белки, регулирующие клеточный цикл у D.melanogaster на ранних стадиях эмбриогенеза, содержат анкириновые повторы (Elfring et al., 1997):
4) Штамм вольбахии из осы Nasonia vitripennis вызывает цитоплазматическую несовместимость, возможно, воздействуя на те же самые белки-регуляторы клеточного цикла (Tram, Sullivan, 2002).
Некоторые из анкириновых белков вольбахии проявляют заметное сходство с различными регуляторными белками эукариот (включая D.melanogaster). Так, белок plu (accession S41713), регулирующий клеточный цикл на ранних стадиях эмбриогенеза D.melanogaster (Elfring et al., 1997), проявляет определенное сходство с тремя анкириновыми белками вольбахии wMel: WD0147, WD0291 (белок профага LambdaW1) и WD0294.
Наиболее высоким уровнем экспресии из анкириновых белков вольбахии wMel предположительно характеризуются WD0285, WD0636 и WD0637 (Wu et al., 2004). Первый из них проявляет высокое сходство с целым рядом эвкариотических сигнальных и регуляторных белков, управляющих функционированием цитоскелета, в т.ч. связывающихся с актином, кортактином и миозином. Второй является компонентом профага lambdaW5 и проявляет сходство со многими эвкариотическими белками, способными связываться с миозином, в том числе с миозин-связывающими субъединицами миозин-фосфатаз представителей рода Drosophila. Третий белок также входит в состав профага lambdaW5; сходен с эвкариотическими белками, связывающимися с кортактином.
Анкириновые белки вольбахии проявляют также сходство с регуляторами апоптоза (программируемой клеточной смерти), в частности, с DAP-киназой, которая участвует в запуске механизма апоптоза в целом ряде клеточных систем. DAP-киназа локализуется на актиновых микрофиламентах и способна инициировать апоптоз путем фосфорилирования легких цепей миозина, что ведет к «вспузыриванию» мембран (membrane blebbing) (Shohat et al., 2002).
О том, что вольбахия взаимодействует с цитоскелетом и влияет на его функционирование, говорят многие факты: ассоциированность вольбахий с микротрубочками и полюсами митотических веретен в яйце и эмбрионе у насекомых; вызываемые вольбахией нарушения митоза, в том числе изменения в движениях хромосом, связанных с функционированием микротрубочек митотического веретена и т.д (см. Горячева, 2004). Вспомним также, что по крайней мере в одном случае экспериментально подтверждено введение в клетки хозяина бактериями (Helicobacter pylori) через T4SS белков — регуляторов цитосколета (CagA) (Stein et al., 2000). Следует отметить, что из всех белков вольбахии wMel наибольшее сходство с CagA (accession CAH55620) проявляет анкириновый белок WD1213.
По-видимому, белки с анкириновыми повторами — наиболее вероятные кандидаты на роль главных регуляторов воздействия вольбахии на размножение и развитие хозяина. Уникально высокое разнообразие эффектов, оказываемых вольбахией на хозяев, можно сопоставить с уникально большим числом анкириновых белков, имеющихся у этой бактерии.
Таким образом, анализ генома вольбахии позволяет очертить довольно четкий круг генов и белков — вероятных кандидатов на роль регуляторов воздействия на хозяина. К ним относятся гены wsp — вероятные агенты штаммоспецифического распознавания (имеющего место в ходе осуществления эффекта ЦН) и компоненты (возможно, регуляторные) секреторной системы типа IV; гены оперонов T4SS, обеспечивающие вывод бактериальных макромолекул в цитоплазму хозяина (среди них — локус WD0853, возможный регулятор конденсации хромосом хозяина в зиготе); анкириновые белки — возможные регуляторы цитоскелета. Для окончательной проверки высказанных гипотез необходимо проведение целенаправленных экспериментальных исследований.
Работа поддержана грантом Программы Президиума РАН «Происхождение и эволюция биосферы».
Горячева И.И. Бактерии рода Wolbachia — репродуктивные паразиты членистоногих // Успехи современной биологии. 2004. Т. 124. № 3. С.246-259.
Захаров И.А. Бактерии управляют половым размножением насекомых // Природа. 1999. №5. С.28-34
Захаров И.А., Горячева И.И., Шайкевич Е.В. и др. Wolbachia, новый бактериальный агент, вызывающий изменение соотношения полов у двуточечной божьей коровки Adalia bipunctata L. // Генетика. 2000. Т.36. № 4. С.482-486.
Захаров И.К. Мутации и мутационный процесс в природных популяциях Drosophila melanogaster. Дисс. докт. биол. наук. Новосибирск, 1995. 48 с.
Ратнер В.А., Васильева Л.А. Мобильные генетические элементы (МГЭ) и эволюция геномов // Современные проблемы теории Эволюции. М.: Наука, 1993. С.43-59.
Шестаков С.В. Роль горизонтального переноса генов в эволюции. Доклад, прочитанный на теоретическом семинаре геологов и биологов «Происхождение живых систем». 15-20 августа 2003 г., Горный Алтай, стационар «Денисова Пещера». Электронная публикация: http://www.macroevolution.narod.ru/shestakov.htm
Anthony K.G., Sherburne C., Sherburne R., Frost L.S. The role of the pilus in recipient cell recognition during bacterial conjugation mediated by F-like plasmids // Mol. Microbiol. 1994. V. 13. P.939-953.
Bandi C., Anderson T.J.C., Genchi C., Blaxter M.L. Phylogeny of Wolbachia-like bacteria in filarial nematodes // Proc. R. Soc. Lond. B. 1998. V.265. P.2407–2413.
Bork P. Hundreds of ankyrin-like repeats in functionally diverse proteins: mobile modules that cross phyla horizontally? // Proteins. 1993. V. 17. P.363-374.
Braig H.R., Zhou W., Dobson S.L., O'Neill S.L. Cloning and characterization of a gene encoding the major surface protein of the bacterial endosymbiont Wolbachia pipientis // J. Bacteriol. 1998. V. 180. P.2373-2378.
Bressac C., Rousset F. The reproductive incompatibility system in Drosophila simulans: Dapi-staining analysis of the Wolbachia symbionts in sperm cysts // J. Invert. Pathol. 1993. V.61. P.226–230.
Buchanan S.K., Smith B.S., Venkatramani L. et al. Crystal structure of the outer membrane active transporter FepA from Escherichia coli // Nat. Struct. Biol. 1999. V.6. P.56-63.
Callaini G., Dallai R., Riparbelli M.G. Wolbachia-induced delay of paternal chromatin condensation does not prevent maternal chromosomes from entering anaphase in incompatible crosses of Drosophila simulans // J. Cell. Sci. 1997. V.110. P.271–280.
Cao T. B., Saier M. H. Jr. Conjugal type IV macromolecular transfer systems of Gram-negative bacteria: organismal distribution, structural constraints and evolutionary conclusions // Microbiology. 2001. V.147. P.3201-3214.
Caturegli P., Asanovich K.M., Walls J.J. et al. AnkA: an Ehrlichia phagocytophila group gene encoding a cytoplasmic protein antigen with ankyrin repeats // Infect. Immun. 2000. V.68. P.5277-5283.
Chirgwin S.R., Coleman S.U., Porthouse K.H. et al. Removal of Wolbachia from Brugia pahangi is closely linked to worm death and fecundity but does not result in altered lymphatic lesion formation in mongolian gerbils (Meriones unguiculatus) // Infect. Immun. 2003. V.71. P.6986–6994.
Dodd D.M.B. Reproductive isolation as a consequence of adaptive divergence in Drosophila pseudoobscura // Evolution. 1989. V.43. P.1308-1311.
Dunny G.M., Antiporta M.H., Hirt H. Peptide pheromone-induced transfer of plasmid pCF10 in Enterococcus faecalis: probing the genetic and molecular basis for specificity of the pheromone response // Peptides. 2001. V.22. P.1529-1539.
Elfring L.K., Axton J.M., Fenger D.D. et al. Drosophila PLUTONIUM protein is a specialized cell cycle regulator required at the onset of embryogenesis // Mol. Biol. Cell. 1997. V.8. P.583-593.
Fujii Y., Kageyama D., Hoshizaki S. et al. Transfection of Wolbachia in Lepidoptera: the feminizer of the adzuki bean borer Ostrinia scapulalis causes male killing in the Mediterranean flour moth Ephestia kuehniella // Proc. R. Soc. Lond. B. 2001. V. 268. P.855-859.
Heath B.D., Butcher R.D., Whitfield W.G., Hubbard S.F. Horizontal transfer of Wolbachia between phylogenetically distant insect species by a naturally occurring mechanism // Curr. Biol. 1999. V.9. P.313-316.
Hryniewicz-Jankowska A., Czogalla A., Bok E., Sikorsk A.F. Ankyrins, multifunctional proteins involved in many cellular pathways // Folia Histochem. Cytobiol. 2002. V.40. P.239-249.
Hurst G.D., Johnson A.P., Schulenburg J.H., Fuyama Y. Male-killing Wolbachia in Drosophila: a temperature-sensitive trait with a threshold bacterial density // Genetics. 2000. V.156. P.699-709.
Hwang H.H., Gelvin S.B. Plant proteins that interact with VirB2, the Agrobacterium tumefaciens pilin protein, mediate plant transformation // Plant Cell. 2004. V.16. P.3148-3167.
Jiggins F.M., Hurst G.D.D., Majerus M.E.N. Sex ratio distortion in Acraea encedon is caused by a male-killing bacterium // Heredity. 1998. V.81. P.87–91.
Jiggins F.M., Hurst G.D., Yang Z. Host-symbiont conflicts: positive selection on an outer membrane protein of parasitic but not mutualistic Rickettsiaceae // Mol. Biol. Evol. 2002. V.19. P. 1341-1349.
Juchault P., Rigaud T., Mocquard J.P. Evolution of sex-determining mechanisms in a wild population of Armadillidium vulgare: competition between two feminizing parasitic sex factors // Heredity. 1992. V.69. P.382–390.
Kose H., Karr T.L. Organization of Wolbachia pipientis in the Drosophila fertilized egg and embryo revealed by anti-Wolbachia monoclonal antibody // Mech. Dev. 1995. V.51. P.275–288.
LeGrand J.-J., LeGrand-Hamelin E., Juchault P. Sex determination in Crustacea // Biol. Rev. 1987. V.62. P.439–470.
Llosa M., Gomis-Ruth F.X., Coll M., de la Cruz F. Bacterial conjugation: a two-step mechanism for DNA transport // Mol. Microbiol. 2002. V.45. P.1-8.
Llosa M., Zunzunegui S., de la Cruz F. Conjugative coupling proteins interact with cognate and heterologous VirB10-like proteins while exhibiting specificity for cognate relaxosomes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. V.100. P.10465-10470.
Masui S., Sasaki T., Ishikawa H. Genes for the type IV secretion system in an intracellular symbiont, Wolbachia, a causative agent of various sexual alterations in arthropods // J. Bacteriol. 2000. V.182. P.6529-6531.
Masui S., Kuroiwa H., Sasaki T. et al. Bacteriophage WO and virus-like particles in Wolbachia, an endosymbiont of arthropods // Biochem. Biophys. Res. Comm. 2001. V.283. P.1099–1104.
Maqueda M., Quirants R., Martin I. et al. Chemical signals in gram-positive bacteria: the sex-pheromone system in Enterococcus faecalis // Microbiologia. 1997. V.13. P.23-36.
Noda H, Miyoshi T, Koizumi Y. In vitro cultivation of Wolbachia in insect and mammalian cell lines // In Vitro Cell Dev. Biol. Anim. 2002. V.38. P.423-427.
Poinsot D., Merçot H. Wolbachia infection in Drosophila simulans: does the female host bear a physiological cost // Evolution. 1997. V.51. P.180–186.
Richardson P.M., Holmes W.P., Saul G.B. The effect of tetracycline on reciprocal cross incompatibility in Mormoniella [=Nasonia] vitripennis // J. Invert. Pathol. 1987. V.50. P.176–183.
Rousset F., Bouchon D., Pintureau B. et al. Wolbachia endosymbionts responsible for various alterations of sexuality in arthropods // Proc. R. Soc. Lond. B. 1992. V.250. P.91–98.
Sasaki T., Kubo T., IshikawaH. Interspecific transfer of Wolbachia between two lepidopteran insects expressing cytoplasmic incompatibility: a Wolbachia variant naturally infecting Cadra cautella causes male killing in Ephestia kuehniella // Genetics. 2002. V.162. P.1313-1319.
Shohat G., Spivak-Kroizman T., Eisenstein M., Kimchi A. The regulation of death-associated protein (DAP) kinase in apoptosis // Eur. Cytokine Netw. 2002. V.13. P.398-400.
Spudich G. M., Fernandez D., Zhou Z.-R., Christie P. J. Intermolecular disulfide bonds stabilize VirB7 homodimers and VirB7/VirB9 heterodimers during biogenesis of the Agrobacterium tumefaciens T-complex transport apparatus // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. V.93. P.7512-7517.
Stein M., Rappuoli R., Covacci A. Tyrosine phosphorylation of the Helicobacter pylori CagA antigen after cag-driven host cell translocation // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. V.97. P.1263-1268.
Stouthamer R., Breeuwer J.A.J., Luck R.F., Werren J.H. Molecular identification of microorganisms associated with parthenogenesis // Nature. 1993. V.361. P.66–68.
Stouthamer R., Breeuwer J.A.J., Hurst G.D.D. Wolbachia pipientis: microbial manipulator of arthropod reproduction // Ann. Rev. Microbiol. 1999. V.53. P.71–102.
Stouthamer R., Kazmer D.J. Cytogenetics of microbe-associated parthenogenesis and its consequences for gene flow in Trichogramma wasps // Heredity. 1994. V.73. P.317–327.
Tram U., Sullivan W. Role of delayed nuclear envelope breakdown and mitosis in Wolbachia-induced cytoplasmic incompatibility // Science. 2002. V.296. P.1124-1126.
Van Meer M.M., Witteveldt J., Stouthamer R. Phylogeny of the arthropod endosymbiont Wolbachia based on the wsp gene // Insect Mol. Biol. 1999. V.8. P.399-408.
Vasilyeva L.A., Bubenshchikova E.V., Ratner V.A. Heavy heat shock induced retrotransposon transposition in Drosophila // Genet. Res. 1999. V.74. P.111-119.
Veneti Z., Clark M.E., Karr T.L. et al. Heads or tails: host-parasite interactions in the Drosophila-Wolbachia system // Appl. Environ. Microbiol. 2004. V.70. P.5366-5372.
Virji M., Evans D., Hadfield A. et al. Critical determinants of host receptor targeting by Neisseria meningitidis and Neisseria gonorrhoeae: identification of Opa adhesiotopes on the N-domain of CD66 molecules // Mol. Microbiol. 1999. V.34. P.538-551.
Werren J.H. Biology of Wolbachia //Ann. Rev. Entomol. 1997. V. 42. P.587–609.
Werren J.H., Windsor D., Guo L. Distribution of Wolbachia among neotropical arthropods // Proc. R. Soc. Lond. B. 1995a. V.262. P.197–204.
Werren J.H., Zhang W., Guo L.R. Evolution and phylogeny of Wolbachia: reproductive parasites of arthropods. // Proc. R. Soc. Lond. B. 1995b. V.261. P.55–63.
Winans S.C., Burns D.L., Christie P.J. Adaptation of a conjugal transfer system for the export of pathogenic macromolecules // Trends Microbiol. 1996. V.4. P.64-68.
Wood D.W., Setubal J.C., Kaul R. et al. The genome of the natural genetic engineer Agrobacterium tumefaciens C58. // Science. 2001. V.294. P.2317-2323.
Wu M., Sun L.V., Vamathevan J. et al. Phylogenomics of the reproductive parasite Wolbachia pipientis wMel: a streamlined genome overrun by mobile genetic elements // PLoS Biol. 2004. V.2. N 3. P. e69. http://www.plosbiology.org/plosonline/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pbio.0020069
Yeo H.-J., Waksman G. Unveiling molecular scaffolds of the type IV secretion system // J.Bact. 2004. V.186. P.1919-1926.