แมลงกระจายเซลล์เชื้อราที่สร้างกลิ่นที่เย้ายวนใจ
ยีสต์สร้างกลิ่นหอมของผลไม้ที่ล่อแมลงวันผลไม้ให้มาทานอาหารเย็น สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ ในทางกลับกัน แมลงวันจะกระจายเชื้อราที่อยู่ประจำที่อื่น การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็น
ยีนที่เรียกว่าATF1ช่วยให้Saccharomyces cerevisiaeหรือที่เรียกว่ายีสต์ขนมปังหรือยีสต์ของผู้ผลิตเบียร์ สามารถดึงดูดแมลงวันผลไม้ นักวิจัยแสดงให้เห็นใน รายงานเซลล์ วัน ที่23 ตุลาคม
การค้นพบนี้ทำให้พันธุศาสตร์และอณูชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตในห้องปฏิบัติการสองชนิดที่ใช้กันทั่วไปในบริบททางนิเวศวิทยา Matthew Goddard นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการจากมหาวิทยาลัยโอ๊คแลนด์ในนิวซีแลนด์กล่าว ก่อนหน้านี้กลุ่มของก็อดดาร์ดพบว่าแมลงวันผลไม้ป่ามีเชื้อS. cerevisiae งานใหม่นี้ช่วยอธิบายพันธุกรรมที่เป็นพื้นฐานของปฏิสัมพันธ์นั้นได้ เขากล่าว
สิ่งที่ครั้งหนึ่งเคยคิดว่าเป็นยีนที่ไร้ประโยชน์อาจเป็นเข็มหมุดของความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกันระหว่างยีสต์และแมลงวัน คล้ายกับของดอกไม้ที่สร้างกลิ่นเพื่อดึงดูดแมลงผสมเกสร บิล แฮนส์สัน นักประสาทวิทยาด้านวิวัฒนาการที่สถาบัน Max Planck สำหรับเคมีกล่าว นิเวศวิทยาใน Jena ประเทศเยอรมนี
นักวิทยาศาสตร์ทราบมานานแล้วว่ายีสต์สร้างอะซิเตทเอสเทอร์อะโรมาติก ซึ่งทำให้เบียร์และไวน์มีกลิ่นเฉพาะตัว สิ่งที่พวกเขาไม่เข้าใจคือสาเหตุที่เชื้อราต้องการผลิตโมเลกุลที่มีราคาแพงอย่างกระฉับกระเฉง ยีสต์ที่ขาด ยีน ATF1ซึ่งเข้ารหัสเอ็นไซม์ที่สร้างสารเคมีที่มีกลิ่นหอมของผลไม้ เจริญเติบโตได้ดีในห้องปฏิบัติการ นักพันธุศาสตร์ Kevin Verstrepen จาก Katholieke Universiteit Leuven และ VIB ซึ่งเป็นสถาบันวิจัยในเมือง Leuven ประเทศเบลเยียมกล่าว
“การศึกษาสิ่งเหล่านี้ในฐานะวัฒนธรรมเชิงเดี่ยวในสภาพแวดล้อมปลอดเชื้อ เราพลาดพฤติกรรมที่น่าสนใจมากมาย” เขากล่าว
Verstrepen ได้ความรู้ครั้งแรกเกี่ยวกับสิ่งที่มีกลิ่นเหม็นที่อาจเป็นประโยชน์เมื่อประมาณ 15 ปีที่แล้ว
เมื่อเขาทิ้งขวดยีสต์ทิ้งไว้บนม้านั่งในห้องปฏิบัติการของเขาในช่วงสุดสัปดาห์ “ปรากฎว่าฉันกำลังทำการทดลองโดยที่ไม่รู้ด้วยซ้ำ” เขากล่าว
เมื่อเขามาถึงในเช้าวันจันทร์ Verstrepen พบว่าแมลงหวี่ Drosophila melanogasterจากห้องทดลองใกล้เคียงได้บุกรุกขวดของเขา ขวดที่บรรจุยีสต์แล็บสายพันธุ์ปกติดึงดูดแมลงวันผลไม้สองตัว ขวดอีกขวดบรรจุยีสต์กลายพันธุ์ที่สูบฉีดอะซิเตทเอสเทอร์มากกว่าปกติ มีแมลงวันผลไม้ 50 ตัวมารวมกันเป็นฝูง ขวดสุดท้ายมียีสต์สายพันธุ์กลายที่ไม่มีATF1 มันล่อแมลงวันเป็นศูนย์ การทดลองโดยไม่ได้ตั้งใจทำให้ Verstrepen ทึ่ง แต่เขาไม่ได้ติดตามผลการสังเกตจนกระทั่งเมื่อสองสามปีก่อน
นั่นคือเมื่อ Verstrepen และนักประสาทวิทยา Emre Yaksi จาก Neuro-Electronics Research Flanders ซึ่งเป็นองค์กรไม่แสวงหากำไรในเมือง Leuven ได้พูดคุยเกี่ยวกับเบียร์เกี่ยวกับการสังเกต ยักสีศึกษาประสาทสัมผัสทางเคมี เช่น รสและกลิ่น ในแมลงวันผลไม้และปลาม้าลาย นักวิจัยทั้งสองตัดสินใจร่วมมือกันเพื่อดูว่ากลิ่นของยีสต์ดึงดูดแมลงวันได้จริงหรือไม่ และถ้าเป็นเช่นนั้น เหตุใดจึงมีประโยชน์ต่อยีสต์
นักวิจัยได้สตรีมอากาศเหนือยีสต์สายพันธุ์อะโรมาติกจากไร่องุ่นและสายพันธุ์กลายพันธุ์ที่ไม่สามารถทำให้สารประกอบที่มีกลิ่นแรงเข้าไปในมุมตรงข้ามของกล่องพลาสติกสี่มุมได้ แมลงวันผลไม้พุ่งเข้าหายีสต์ที่มีกลิ่นผลไม้ แต่ส่วนใหญ่ไม่สนใจการกลายพันธุ์ เมื่อนักวิจัยโบยอะซิเตทเอสเทอร์สามตัวเข้าไปในลานประลองที่มุมของยีสต์ไร้กลิ่น แมลงวันก็พุ่งตรงไปยังมุมของพวกกลายพันธุ์มากกว่าเดิม การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าเอสเทอร์เป็นส่วนประกอบที่ดึงดูดแมลงวัน
เป็นที่ชัดเจนว่าแมลงวันผลไม้ได้อะไรจากการดมยีสต์ได้ นั่นคือ อาหารกลางวัน แมลงวันกินยีสต์และได้รับโปรตีนในอาหาร ไม่ชัดเจนว่าทำไมยีสต์ถึงล่อแมลงวันไปที่โต๊ะ เพื่อหาคำตอบ นักวิจัยได้ติดแท็กยีสต์กลายพันธุ์ที่มีกลิ่นหอมและไม่มีกลิ่นด้วยสีต่างๆ ของโปรตีนเรืองแสง ต่อมาพวกเขาวางเซลล์หนึ่งล้านเซลล์ของแต่ละสายพันธุ์บนจานเพาะเชื้อ แมลงวันผลไม้ร่อนเร่ไปทั่วจานข้ามคืนในความมืดสนิท
นักวิจัยพบว่ายีสต์ที่ทำให้สารประกอบอะโรมาติกถูกขนส่งไปทั่วจานสี่เท่าบ่อยเท่าการกลายพันธุ์ที่ไม่มีกลิ่น การค้นพบนี้บ่งชี้ว่ายีสต์กำลังแลกอาหารเพื่อขี่แมลงวันผลไม้ไปยังที่ตั้งใหม่ ในป่า ยีสต์อาจจะขี่หลังแมลงวันในขณะที่พวกมันไปเยี่ยมชมผลสุกและเน่าเปื่อย
การศึกษาเช่นนี้ที่พิจารณาสิ่งมีชีวิตมากกว่าหนึ่งตัวในแต่ละครั้งอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบจุดประสงค์ของยีนจำนวนมากที่ไม่มีหน้าที่ที่เป็นที่รู้จักในปัจจุบัน Hansson กล่าว และทาดาชิ ฟุคามิ นักนิเวศวิทยาจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดก็เห็นด้วย เขากล่าวว่าการศึกษานี้เป็นตัวอย่างของ “การผสมผสานซึ่งนิเวศวิทยาและอณูชีววิทยากำลังกลับมารวมกันอีกครั้งและมีบทบาทเสริม”
หากการส่องสว่างที่พอเหมาะดังกล่าวสามารถชะลอการออกไปหาอาหารของซาลาแมนเดอร์ในตอนกลางคืนได้ Wise กล่าว “แสงไฟประดิษฐ์ในตอนกลางคืนมีศักยภาพที่จะย่นระยะเวลาในการหาอาหาร จำกัดการบริโภคอาหาร และทำให้อัตราการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการอยู่รอดลดลง” สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
