Proč jsou kokony u některých druhů lepidopter kompaktnější než u jiných

Obrázek: Geny pro hedvábí u motýlů jsou známy pro svou tkáňově specifickou expresi; fibroiny se produkují v zadní (posteriorní) části žlázy (PSG) a sericiny v různých částech střední části žlázy (MSG).

Hedvábí u řádu Lepidoptera je komplexní soubor bílkovin produkovaných párem vysoce specializovaných labiálních žláz nazývaných snovací žlázy. Složení hedvábí bylo zkoumáno pouze u hrstky hmyzích druhů. Ve snaze o detekci všech složek hedvábí zavíječe voskového Galleria mellonella (Pyralidae) jsme analyzovali transkripty specifické pro snovací žlázy připravené ze tří vývojových období: larev předposledního instaru, larev z „wandering stage“ a z prepupy. Naše výsledky odhalily alespoň 27 nových potenciálních složek hedvábí, které jsme dále charakterizovali. Osm kandidátů bylo ověřeno proteomickou analýzou nebo mikrosekvenováním kokonových proteinů a několik dalších bylo potvrzeno na základě podobností se známými hedvábnými geny a díky specificitě jejich exprese. Ukázali jsme, že většina nových kandidátů kóduje proteiny hojně produkované středními snovacími žlázami včetně deseti sericinů, dvou seroinů, jednoho nebo více mucinů a několika sekvencí bez zjevné podobnosti se známými proteiny. Nezjistili jsme žádný nový protein specifický výhradně pro zadní část snovacích žláz, což potvrzuje, že existují pouze tři fibroinové podjednotky. Naše údaje nejen ukazují, že počet sericinových genů u zavíječe voskového je vyšší než u jiných dosud zkoumaných druhů motýlů, ale i celkový obsah rozpustných proteinů v hedvábí je dvakrát vyšší u G. mellonella než u B. mori nebo A. yamamai. Expanze rozpustných složek hedvábí v G. mellonella přispívá ke kompaktnímu charakteru kokonu, který poskytuje kuklám zavíječe ochranu proti parazitoidům a včelám. Naše data budou sloužit jako základ pro budoucí identifikaci a evoluční analýzu hedvábných proteinů u motýlů.

Kludkiewicz B., Kučerová L., Koníková T., Strnad H., Hradilová M., Žaloudíková A., Sehadová H., Koník P., Sehnal F., Žurovec M. (2019) The expansion of genes encoding soluble silk components in the greater wax moth, Galleria mellonella. Insect Biochemistry and Molecular Biology 106: 28-38.  DOI: 10.1016/j.ibmb.2018.11.003