Взаимодействие GCN2 и eIF2 опосредует устойчивость хлопковой совки к токсину Cry1Ac бактерии Bacillus thuringiensis

Расшифровка молекулярных механизмов устойчивости насекомых к токсинам Cry, продуцируемым почвенной бактерией Bacillus thuringiensis (Bt), имеет решающее значение для устойчивого применения препаратов на основе Bt. Ранее мы установили, что снижение экспрессии генов CAD, ABCC2 и ABCC3 посредством эукариотического фактора инициации трансляции 2 (eIF2) связано с устойчивостью хлопковой совки Helicoverpa armigera к Bt Cry1Ac. В настоящем исследовании мы обнаружили, что киназа α-субъединицы eIF2 GCN2 высококонсервативна у чешуекрылых. Её ингибитор GCN2iB (конкурентный с АТФ ингибитор серин-треониновой протеинкиназы, активируемой в ответ на стресс) снижал токсичность Cry1Ac, а активность фермента GCN2 уменьшалась после скармливания личинкам Cry1Ac. В устойчивой к Bt линии BtR уровень экспрессии гена HaGCN2 и активность соответствующего белка были значительно снижены. Кроме того, анализы BiFC и Y2H продемонстрировали взаимодействие eIF2 с GCN2. Наконец, подавление экспрессии HaGCN2 не только снижало содержание белка eIF2α и уровень его фосфорилирования, но и уменьшало экспрессию генов HaCAD, HaABCC2 и HaABCC3. В результате токсичность Cry1Ac для Helicoverpa armigera снижалась. Эти результаты показывают, что GCN2 обеспечивает устойчивость H. armigera к Cry1Ac посредством регуляции экспрессии eIF2. Полученные данные углубляют понимание транскрипционной регуляции генов рецепторов Cry в средней кишке и молекулярных основ устойчивости насекомых к токсинам Cry бактерии Bt.