ارزیابی امکان انتقال افقی rna کوچک از گرده کنار (سدر) به زنبور عسل و برهمکنش آن‌ها در سلول میزبان

هدف: وجود رابطه مولکولی بین موجودات زنده مختلف از طریق انتقال غذایی mirnaها یکی از چالش برانگیزترین بحث‌های دهه اخیر می‌باشد. با توجه به رابطه مستحکم و اجتناب ناپذیر گیاهان و حشرات گرده‌افشان از جمله زنبور عسل بعنوان مهمترین حشره گرده‌افشان، هدف مطالعه حاضر که بررسی امکان انتقال غذایی mirnaهای گرده کنار به بدن زنبور عسل و نقش تنظیمی احتمالی آن‌ها در سلول میزبان می‌باشد، از اهمیت بسزایی برخوردار بوده و می‌‌تواند چشم انداز جدیدی از اثرات سودمند این رابطه را ایجاد کند.مواد و روش‌ها: گرده توسط تله گرده از کندوهای زنبور عسل واقع در نزدیکی درختان کنار جمع‌آوری و از آن برای تغذیه زنبوران عسل تحت شرایط کنترل شده در دو گروه ( گروه تغذیه شده با گرده کنار به عنوان تیمار و گروه تغذیه شده با شربت شکر به عنوان کنترل) استفاده گردید. در ادامه زنبوران با استفاده از سرما بیهوش شدند و بافت روده میانی آن‌ها جمع‌آوری و برای استخراج rna استفاده شد. بعد از توالی‌یابی small rna-seq، با استفاده از آنالیزهای بیوانفورماتیکی، mirnaهای گرده کنار شناسایی و سپس ردیابی آن‌ها در زنبورهای گروه‌های مختلف تغذیه شده انجام گرفت. در گام بعد، ژن‌های هدف mirnaهای گیاهی ردیابی شده در بدن زنبور عسل و مسیرهای درگیر شده توسط آن‌ها نیز مشخص شد.نتایج: نتایج آنالیز بیوانفورماتیکی حاکی از ردیابی یازده mirna گیاهی شامل: mir-148a، mir-26a، mir-21-5p، mir-143، mir-27a، mir-203، let-7g، mir-126، mir-30d، mir-206 و mir-199b در زنبوران عسل تغذیه شده با گرده کنار بود. با توجه به اینکهmirnaها از طریق ژن‌های هدفشان در فرآیندهای بیولوژیکی مختلفی نقش ایفا می کنند، در مطالعه حاضر 99 ژن هدف برای mirnaهای گیاهی ردیابی شده در بدن زنبور عسل یافت شد. نتایج آنالیز مسیر نشان داد که ژن‌های هدف به طور معنی‌داری در 23 مسیر مختلف بیولوژیکی در زنبور عسل نقش دارند.نتیجه‌گیری: نتایج پژوهش حاضر به طور واضح نقش mirnaهای غذایی با منشا گیاهی در تنظیم بیان ژن زنبور عسل را ارائه می‌دهد. لذا این یافته‌ها از یک سو درک نظری ما را از فعل و انفعالات مولکولی صورت گرفته بین زنبور عسل و گیاهان گلدار افزایش می دهد و از سوی دیگر می‌تواند به صورت عملی به عنوان یک نقشه‌ی راه جهت مطالعات اصلاح نژادی به منظور بهبود تولید عسل و مقابله با بیماری‌های مرتبط با زنبور عسل، به عنوان مهمترین حشره گرده‌افشان در کشاورزی قرن بیست و یکم، عمل نماید.

evaluating the possibility of horizontal transfer of small rnas from sidr pollen to honey bee and their interaction in the host cell

objectivethe existence of molecular relationship between different organisms through diet-derived plant mirnas is one of the most challenging debates of the last decade. considering the mutual relationship between plants and pollinating insects, including honey bee as the most important pollinating insect, the aim of the present study is to investigate the existence of molecular relationship in the interaction between plants and honey bee through plant-derived xenomirs can be very important and create a new perspective of the beneficial effects of this relationship. materials and methodspollen was collected by pollen trap device from honey bee colonies that were located near sidr trees. honey bees were fed under controlled conditions in two groups (fed by sidr pollen as treatment and fed by sugar syrup as control). following the feeding experiments, the bees were anesthetized using cold and their midgut tissue was collected and used for rna extraction. after the small rna sequencing of the samples, the identification of pollen mirnas and their tracking in the bee body was done using different bioinformatics analysis. finally, the target genes of the detected plant mirnas in the bee body and the molecular pathway involved by them were determined. resultsthe results of bioinformatics analysis indicate the detection of eleven plant mirnas including mir-148a, mir-26a, mir-21-5p, mir-143, mir-27a,mir-203, let-7g, mir-126, mir-206, mir-30d and mir-199b into the tissue of honey bees fed by sidr pollen. mirnas participate in various biological processes through their target genes. in the present study, 99 target genes for the detected plant mirnas were predicted in honey bee genome. the result of kegg pathway analysis showed that target genes are significantly involved in 23 different biological pathways. conclusionsthe result of the current study clearly present the role of plant-derived xenomirs in the regulation of honey bee gene expression. therefore on one hand, these findings extend our understanding of the molecular interaction between honey bees and flowering plants, and on the other hand, it can be used as a practical road map for breeding studies in order to improve honey production and deal with diseases related to bees, as the most important pollinating insects in the 21st century’s agriculture.