ИСТИНА

Энтомоцидные кристаллические (Cry) токсины, синтезируемые бактерией Bacillus thuringiensis (Bt), являются перспективными и специфичными биологическими инсектицидами. Cry-токсины синтезируются в виде устойчивых к протеолизу нерастворимых протоксинов, которые гидролизуются до активных токсинов в кишечнике насекомых пищеварительными пептидазами. В отдельных случаях пищеварительные пептидазы могут быть фактором устойчивости насекомых к Bt токсинам, обеспечивая деградацию активных токсинов до неактивных фрагментов. Поэтому изучение роли кишечных пептидаз насекомых в ответе на воздействие Cry-токсинов является актуальной задачей. Кроме того, информация об организации пищеварительного протеолиза и реактивности его на токсины важна для правильного выбора ингибиторов пептидаз, которые могут усиливать инсектицидную активность Bt токсинов. Объектом наших исследований явились личинки большого мучного хрущака Tenebrio molitor, чувствительные к токсину Cry3Aa. Главными пищеварительными пептидазами личинoк являются цистеиновые пептидазы из семейства С1 папаина, локализованные в передней части средней кишки, и сериновые пептидазы из семейства S1 химотрипсина, локализованные в задней части средней кишки. Мы изучили изменение экспрессии мРНК кишечных пептидаз под влиянием 12-ти часовой интоксикации Cry3Aa токсином, добавленным в диету личинок. Показано, что (1) гены кишечных пептидаз входят в группу наиболее чувствительных к воздействию токсина; (2) уровень экспрессии 13 из 26 генов активных цистеиновых пептидаз, включая главные пищеварительные, изменился в сторону увеличения (в 2-4 раза), т.е. насекомое пытается активно переварить токсин; (3) уровень экспрессии лишь 32 из 88 генов активных сериновых пептидаз изменился, причем от 6-кратного увеличения до 20-кратного уменьшения; (4) уровень экспрессии пищеварительных сериновых пептидаз снизился (в 3-4 раза); (5) возрастание экспрессии среди сериновых пептидаз выявлено в основном для химотрипсиноподобных пептидаз со средним уровнем экспрессии. Ранее мы показали, что экспрессия мРНК химотрипсиноподобных пептидаз возрастает также при добавлении ингибиторов пептидаз в диету личинок близкородственного вида Tribolium castaneum. Эти данные указывают на особую роль этих ферментов в защите тенебрионид от токсических веществ, добавленных в пищу. Работа поддержана грантами РФФИ 14-04-91167-ГФЕН_а.