Ostatnie badania na Uniwersytecie Rutgersa doprowadziły do przełomowego odkrycia dotyczącego niezwykłego wybuchu epidemii, która zniszczyła kolonie superrobaków na całym świecie. Gatunek ten, znany pod nazwą łacińską Zophobas morio, jest kluczowym składnikiem diety wielu egzotycznych zwierząt domowych, takich jak ptaki, gady i ryby. Jednak w roku 2019 hodowcy i właściciele zwierząt domowych zaczęli dostrzegać nagłe masowe wymieranie tych bogatych w białko larw, co wzbudziło obawy w branży.

Naukowcy z Rutgersa, pod kierunkiem wirusolog molekularnej Judit Penzes, udało się odkryć przyczynę tego tajemniczego wymierania. Przy użyciu nowoczesnej technologii odkryli nowy wirus, który nazwali "wirus czarnego gnilca Zophobas morio". Wirus ten atakuje specjalnie larwy ciemnych chrząszczy, powodując ich szybki rozkład. Odkrycie wirusa było kluczowe dla zrozumienia, jak rozprzestrzenia się zakażenie, i otworzyło możliwości opracowania środków zapobiegawczych oraz ochrony tych ważnych źródeł pokarmu dla egzotycznych zwierząt domowych.

Superrobaki od dawna uważane są za ważne źródło białka, nie tylko dla zwierząt domowych, ale także dla ludzi w niektórych kulturach, które badają owady jako zrównoważone źródło pożywienia. Wiele farm specjalizuje się w hodowli tych robaków ze względu na ich wartość odżywczą, jednak nagły wybuch choroby w 2019 roku doprowadził do masowych strat kolonii. Penzes i jej zespół rozpoczęli swoje śledztwo od próbek robaków pobranych z lokalnych sklepów zoologicznych w New Jersey. Według Penzes, pierwsze oznaki choroby były wyraźnie widoczne już w sklepach, gdzie hodowcy zauważyli nietypowe objawy u robaków.

Przy użyciu miksera do żywności, badacze stworzyli papkę z ciał martwych robaków i zastosowali technikę oczyszczania wirusów, która pozwala na oddzielenie patogenu. Gdy fluorescencyjne światło oświetliło odwirowane próbki, wirus emitował charakterystyczny niebieski blask, co potwierdziło obecność patogenu. Wraz z kolegą Jasonem Kaelberem, specjalistą w dziedzinie mikroskopii elektronowej w kriogenice, Penzes udało się uzyskać trójwymiarowy widok struktury wirusa, co umożliwiło dokładne zbadanie jego cech.

To, co odkryli, było zdumiewające. Struktura wirusa wykazywała podobieństwa do wirusów, które atakują karaluchy, ale było jasne, że jest to całkowicie nowy członek rodziny parwowirusów. Rodzina ta obejmuje patogeny, które infekują różne gatunki zwierząt, ale wirus czarnego gnilca jest specyficzny dla Zophobas morio. Odkrycie to ma ogromne znaczenie dla hodowców, ponieważ pozwala lepiej zrozumieć epidemię i potencjalne metody ochrony ich kolonii.

Mikroskopia elektronowa w kriogenice, która umożliwiła naukowcom uzyskanie trójwymiarowego obrazu wirusa, okazała się kluczową metodą w tych badaniach. Technologia ta umożliwia szybkie zamrażanie próbek, co pozwala na zachowanie struktury wirusa bez tworzenia kryształków lodu, które mogłyby uszkodzić delikatne cząsteczki. Naukowcy byli w stanie wyodrębnić szereg aminokwasów ze struktury białka wirusa bez potrzeby przeprowadzania analizy genetycznej. To odkrycie dostarczyło cennych informacji na temat metod identyfikacji nowych patogenów oraz potencjału szybkiej reakcji na przyszłe epidemie u ludzi, roślin i zwierząt.

Penzes i jej zespół pracują teraz nad opracowaniem szczepionki, która mogłaby chronić kolonie Zophobas morio przed dalszymi wybuchami chorób. Jedna z potencjalnych strategii polega na wstrzyknięciu pokrewnego wirusa z innego gatunku owadów, który nie wywołuje objawów, ale zapewnia odporność na wirus czarnego gnilca. Badania te otworzyły drzwi do nowych metod walki z chorobami zakaźnymi w rolnictwie i przemyśle spożywczym.

Znaczenie tych badań wykracza poza entomologię i wirusologię. Pomaga nie tylko hodowcom w ochronie ich farm, ale także służy jako rzeczywisty test technologii mikroskopii elektronowej w kriogenice, która może być kluczowa w przyszłości dla szybkiej identyfikacji i zwalczania ognisk chorób w populacjach ludzkich. Ostatecznie, to odkrycie stanowi istotny postęp w walce z nieznanymi patogenami i oferuje nowe możliwości w zapobieganiu i kontroli chorób zakaźnych.

Źródło: State University of New Jersey