Кіріспе
Эндосимбионттарды қамтитын арнайы жасуша. Бактериоцит (грекше бактерия жасушасы), сондай-ақ мицетоцит деп те аталады, негізінен құрттар, цеце шыбықтары, неміс тарақандары, мысықшалар сияқты кейбір жәндіктер тобында кездесетін арнайы адипоцит. Бұл жасушаларда бактериялар мен саңырауқұлақтар сияқты эндосимбиотикалық организмдер болады, олар қожайынға қажетті аминқышқылдары мен басқа да химиялық заттармен қамтамасыз етеді. Бактериоциттер бактериом деп аталатын арнайы органға жиналып орналасуы мүмкін. Микроорганизмдермен эндосимбиоз жәндіктерде кең таралған. Жәндіктердің 10% астамы дамуы мен тіршілік етуі үшін жасуша ішіндегі бактерияларға тәуелді. Эндосимбионттар және олардың қожайындарымен арақатынастары функционалды және генетикалық тұрғыдан алуан түрлі. Дегенмен, бактериялық және саңырауқұлақтық эндосимбионттардың орналасқан жасушасы көбінесе белгісіз болып қалады.
A bacteriocyte (Greek for bacteria cell), also known as a mycetocyte, is a specialized adipocyte found primarily in certain insect groups such as aphids, tsetse flies, German cockroaches, weevils. These cells contain endosymbiotic organisms such as bacteria and fungi, which provide essential amino acids and other chemicals to their host. Bacteriocytes may aggregate into a specialized organ called the bacteriome. Endosymbiosis with microorganisms is common in insects. More than 10% of insect species rely upon intracellular bacteria for their development and survival. Endosymbionts and their relationships with their hosts are diverse both functionally and genetically. However, the host cell in which bacterial and fungal endosymbionts reside is mostly unknown.
Орналасқан жері
Бактериоциттердің орналасуы жәндік және эндосимбионт түріне қарай өзгереді. Бұл жасушалар көбінесе орта ішек эпителийі ішіндегі майлы денелерде орналасады. Ас қорыту жүйесіне жақындығы бактериоциттер өндіретін қоректік заттардың сіңуіне мүмкіндік береді. Дегенмен, саңырауқұлақ жұқтырған бактериоциттер және кейбір бактерия жұқтырған бактериоциттер кейде гемокоэльге, яғни көптеген буынтық аяқтылардың мүшелері арасындағы қанға толы қуысқа орналаса алады.
Эндосимбионттардың таралуы
Бактериоциттер микроорганизмдері анадан балаға тік жолмен беріледі. Көлденең жұқтыру немесе инфекция көбінесе байқалмайды, себебі бактериоциттері бар жәндіктер тіршілік ету үшін симбиотикалық қарым-қатынастарына өте тәуелді. Бактериоциттері жоқ қожайындар әдетте тірі қалып, ересек жасқа жетпейді. Кейбір жағдайларда бактериялар мен саңырауқұлақтар жұмыртқамен бірге беріледі, мысалы, Buchnera түрінде; ал басқаларында, мысалы, Wigglesworthia түрінде, олар дамитын жәндік эмбрионына берілетін сүтті зат арқылы беріледі. Эмбриондардағы Ultrabithorax генінің тежелуі Nysius plebius-та бактериоциттердің жоғалуына әкелді, ал Antennapedia геніне қолданылған манипуляциялар бактериомалардың қалыптасуына әсер етті, бірақ бактериоциттердің толық қалыптасуын тоқтатпады. Симбионттардың тік берілуі өте маңызды болғанымен, бұл процестің жатқандағы және жасушалық механизмдері салыстырмалы түрде жақсы зерттелмеген. Дегенмен, бірнеше гипотеза бар. Бір теория бойынша, ананың гемолимфасында айналатын микроорганизмдер ұлғайған фолликулалық жасушалары бар ұрпақ бластуласының артқы бөлігіне қоныс аударады. Басқа зерттеулер симбионттардың экзоцитоз және эндоцитоз арқылы аналық бактериоциттен бластуланың фолликулярлық аймағына тікелей берілетінін көрсетеді. Жаңа гипотеза бойынша, аналық бактериоцит пен бластула арасында симбионттар үшін көпір қызметін атқаратын мембраналық канал пайда болады. Сонымен қатар, кейбір зерттеулер шектік жасушалардың нишаларын тану және динеин, кинезин және микротубулалармен байланыс ата-анадан ұрпаққа берілу үшін, сондай-ақ қоныс аударушы жасушаларға бөліну үшін маңызды екенін көрсетеді.
Өсу
Бактериоциттік тіндер нимфа және дернәсіл даму кезінде айтарлықтай өседі, өйткені олар ішек маңында екі реттелген кластерге жиналып, дами бастаған эмбрионалдық тізбектерді құрайды. Кейбір жәндіктер, мысалы, құтылар есейген сайын бактериоциттік тіндерінде ұйымсыздық байқалады. Соңында, бұл тенденция тіндердің бірте-бірте ыдырауына алып келеді, себебі жасушалардың аралық байланысы нашарлайды, және бұл жасушалардың өсуімен бірге күшейе түседі. Ыдырау көбеюге белсенді және ескірген ересек жәндіктерде айқын көрінеді. Кейбір бактериоциттердің ядролары, құтылардағыдай, дамудың осы үлгісін қабылдайды. Олар бастапқыда дөңгелек болып, жасушаның орталық бөлігінде орналасқан, бірақ біртіндеп пішіні бұзылып, жасуша шетіне қарай жылжиды.
Өлім
Бактериоциттер апоптоздан өзгеше, бақыланатын клеткалық өлімге ұшырай алады. Бактериоциттердің жойылуы көбінесе жәндік өршiп, көбеюге дайын болған кезде басталады. Бактериоциттердің дегенерациясы цитоплазмалық гипервакуоляциямен басталады, яғни цитоплазмада вакуолалар деп аталатын органеллалардың артық пайда болуы және олардың бүкіл жасуша бойынша біртіндеп кеңеюі. Эндоплазмалық тордан пайда болатын бұл вакуолалар ірі қышқыл бөліктерді қамтиды және жасуша дегенерациясына көмектеседі деп саналады. Гипервакуоляция – аутофагиялық немесе "өзді жеу" өліміне ұшыраған жасушалардың әдеттегі ерекшелігі. Алайда, бактериоциттер вакуолаларда сіңген жасушалық компоненттердің жоқтығына байланысты аутофагиялық өлімге ұшырамайды. Бактериоциттер жасушалық компоненттерді ыдыратуға арналған автофагосомалар деп аталатын органеллаларды дамытады, бірақ зерттеулер олардың дамуы қышқыл гипервакуоляцияның салдарынан туындаған жасушалық стресс жауабы екенін және клеткалық өлімге себеп болмайтынын көрсетеді. Бактериоциттердің өлімінің осы түрі де апоптоздық емес, себебі ересек ядроның дұрыс емес пішіні, сондай-ақ дегенерация кезінде хроматиннің конденсацияланбауы және басқа да ерекше белгілері бар. Генетикалық тесттер апоптоз жолының айқын тежелуін де көрсетеді. Бактериоциттерде кездесетін клеткалық өлімнің басқа да сипаттамаларына қышқылдың митохондриялық дисфункцияға тигізуі, реактивті оттегі түрлерінің жоғары деңгейі және клеткалық өлімнің соңғы сатысында эндосимбионттардың лизосомалармен қорытылуы жатады. Сонымен қатар, кейбір бактериоциттердің эндосимбионттары иммундық функцияны атқарады және әсіресе трипаносомаларға қарсы иммундық жүйені күшейтуге белгілі.
Құрттар
Афид (Acyrthosiphon pisum) бактериоциттерінің дамуы, эндосимбиотикалық бактерияларды – Buchnera aphidicola қамтитын жасушалармен бірге зерттелді. Афид бактериоциттерінде бактериялардың аналық жасушаларға берілуі алдында таңдалып алынатын бактериоциттердің кіші тобы бар. Афид өмірінің кейінгі кезеңдерінде де, майлы жасушалардың екінші тобы бактериоциттерге айналу үшін іріктеледі. Бактериоциттердің дамуы 80–150 миллион жылдан бері афидтерде сақталып келеді.
Цеце құстары
Цеце құсының ең айқын және маңызды эндосимбионты – Wigglesworthia glossinidia бактериясы. Бұл бактериялар құстың бактериоциттерінде қоныстанған және В витаминдерін (В1, В6 және В9) шығарады. Цеце құсының гематофагтық диетасының салдарынан, осы қоректік заттарды өзі игере алмайды. W. glossinidia популяциясы аналық сүт бездерінде личинка сатысында иммундық жүйені дамытуға да көмектеседі. Бактериоциттерінде W. glossinidia қамтитын цеце құстары кейінірек трипаносома инфекциясына төмен сезімтал.