Ученые обнаружили гены, которые превращают мирный гриб в плотоядного убийцу
Грибы, эти таинственные организмы, скрывают в себе необычные способности. Как оказалось, даже самые обычные из них могут превратиться в хищников, если им не хватает пищи. Кто бы мог подумать, что засушливая почва вашего сада скрывает такую потенциальную опасность?
На протяжении многих лет ученые изучали таинственный гриб Arthrobotrys oligospora, который способен охотиться на своих жертв. Процесс трансформации этого мирного гриба в опасного хищника остается загадкой. Однако исследователи из Тайваня и США под руководством молекулярного биолога Хунг-Че Линя из Академии Синика в Тайбэе смогли приоткрыть завесу тайны. Исследование опубликовано в журнале PLOS Biology.
Обычно A. oligospora выживает за счет мертвых органических веществ. Но в условиях недостатка азота он вынужден принимать более радикальные меры для выживания. Этот гриб не единственный представитель своего вида, способный охотиться на добычу. Существует целый ряд ловушек, включая липкие сети, колонны, и сжимающие кольца, которые активируются только при наличии червей вокруг. Режим «Хищник» полностью активируется только тогда, когда гриб чувствует присутствие круглых червей поблизости.
Предыдущие исследования команды Линя позволили определить генетический механизм, благодаря которому гриб способен «уловить запах» феромонов червей. Новое исследование сосредоточено на последующих молекулярных процессах. Было обнаружено, что в момент обнаружения добычи происходит активация репликации ДНК и производства рибосом. Это можно сравнить с подготовкой охотничьего снаряжения.
Затем исследователи отметили увеличение активности генов, ответственных за создание и использование ловушек для поглощения червей.
— Хунг-Че Линь.
Именно в этот десятичасовой период формируются ловушки и развивается взаимодействие между грибами и червями.
Исследователи также идентифицировали новый класс белков на поверхности ловушек, назвав их «белками, обогащенными ловушками». Эти белки играют решающую роль в привязке ловушки к нематодам. У грибов, у которых эти белки были деактивированы, поймать добычу удалось лишь в 10% случаев, в сравнении с 100% пойманных добычи грибов с неповрежденными ловушками.
Также было выяснено, что другой известный белок, синтаксин, участвует в транспортировке естественного «клея», который выделяется из ловушки и делает ее чрезвычайно липкой. Когда этот белок был удален из грибов, 70% червей смогли избежать мутантных ловушек, в сравнении с почти полной непроницаемостью для дикого типа грибов.
Схватив свою добычу, гриб проникает внутрь червя и переваривает его с помощью специальных нитей, называемых гифами. Таким образом, питательные вещества расщепляются и распределяются по грибу. Исследования показали увеличение активности генов, кодирующих ферменты протеазы, которые играют решающую роль в пищеварении. Эти ферменты разлагают пищу и обеспечивают гриб с необходимыми питательными веществами.
Чтобы полностью понять роль протеазы в пищеварении червей, исследователи провели эксперименты с грибами, в которых данная протеаза была искусственно подавлена. Через двенадцать часов после воздействия обнаружено, что протеазы играют существенную роль в процессе переваривания добычи нематод. У грибов, которым подавляли протеазы, процесс переваривания проходил заметно медленнее и менее эффективно, в сравнении с группой грибов, воздействию на которую не действовал этот фактор.
В ходе другого эксперимента было проведено удаление генов, отвечающих за определенные протеазы. Мутантные грибы все еще могли охотиться и переваривать свою добычу, однако были замечены некоторые дефекты в колонизации гифами трупа червя.
Исследователи подчеркивают роль повышенной репликации, трансляции и секреции ДНК в развитии и эффективности ловушек. Эти новые выводы позволяют лучше понять ключевые процессы, необходимые для успешного хищничества грибов. Ученые продолжают изучать удивительную биологию грибов и находить ответы на вопросы, которые еще остаются без ответа.
На протяжении многих лет ученые изучали таинственный гриб Arthrobotrys oligospora, который способен охотиться на своих жертв. Процесс трансформации этого мирного гриба в опасного хищника остается загадкой. Однако исследователи из Тайваня и США под руководством молекулярного биолога Хунг-Че Линя из Академии Синика в Тайбэе смогли приоткрыть завесу тайны. Исследование опубликовано в журнале PLOS Biology.
Обычно A. oligospora выживает за счет мертвых органических веществ. Но в условиях недостатка азота он вынужден принимать более радикальные меры для выживания. Этот гриб не единственный представитель своего вида, способный охотиться на добычу. Существует целый ряд ловушек, включая липкие сети, колонны, и сжимающие кольца, которые активируются только при наличии червей вокруг. Режим «Хищник» полностью активируется только тогда, когда гриб чувствует присутствие круглых червей поблизости.
Предыдущие исследования команды Линя позволили определить генетический механизм, благодаря которому гриб способен «уловить запах» феромонов червей. Новое исследование сосредоточено на последующих молекулярных процессах. Было обнаружено, что в момент обнаружения добычи происходит активация репликации ДНК и производства рибосом. Это можно сравнить с подготовкой охотничьего снаряжения.
Затем исследователи отметили увеличение активности генов, ответственных за создание и использование ловушек для поглощения червей.
Среди всех выбранных временных точек мы наблюдали наибольшую дифференциальную экспрессию (как повышающую, так и понижающую регуляцию) через 10 часов после воздействия, что соответствует периоду интенсивного образования ловушек и адгезии между клетками грибов и нематод
— Хунг-Че Линь.
Именно в этот десятичасовой период формируются ловушки и развивается взаимодействие между грибами и червями.
Исследователи также идентифицировали новый класс белков на поверхности ловушек, назвав их «белками, обогащенными ловушками». Эти белки играют решающую роль в привязке ловушки к нематодам. У грибов, у которых эти белки были деактивированы, поймать добычу удалось лишь в 10% случаев, в сравнении с 100% пойманных добычи грибов с неповрежденными ловушками.
Также было выяснено, что другой известный белок, синтаксин, участвует в транспортировке естественного «клея», который выделяется из ловушки и делает ее чрезвычайно липкой. Когда этот белок был удален из грибов, 70% червей смогли избежать мутантных ловушек, в сравнении с почти полной непроницаемостью для дикого типа грибов.
Схватив свою добычу, гриб проникает внутрь червя и переваривает его с помощью специальных нитей, называемых гифами. Таким образом, питательные вещества расщепляются и распределяются по грибу. Исследования показали увеличение активности генов, кодирующих ферменты протеазы, которые играют решающую роль в пищеварении. Эти ферменты разлагают пищу и обеспечивают гриб с необходимыми питательными веществами.
Чтобы полностью понять роль протеазы в пищеварении червей, исследователи провели эксперименты с грибами, в которых данная протеаза была искусственно подавлена. Через двенадцать часов после воздействия обнаружено, что протеазы играют существенную роль в процессе переваривания добычи нематод. У грибов, которым подавляли протеазы, процесс переваривания проходил заметно медленнее и менее эффективно, в сравнении с группой грибов, воздействию на которую не действовал этот фактор.
В ходе другого эксперимента было проведено удаление генов, отвечающих за определенные протеазы. Мутантные грибы все еще могли охотиться и переваривать свою добычу, однако были замечены некоторые дефекты в колонизации гифами трупа червя.
Исследователи подчеркивают роль повышенной репликации, трансляции и секреции ДНК в развитии и эффективности ловушек. Эти новые выводы позволяют лучше понять ключевые процессы, необходимые для успешного хищничества грибов. Ученые продолжают изучать удивительную биологию грибов и находить ответы на вопросы, которые еще остаются без ответа.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Радиационная «бомба замедленного действия» обнаружена в Чернобыле: и они до сих пор готова «взрываться»
Новые опыты покажут, каким будет зона отчуждения для следующих поколений...
Почти детективная история: в Ленобласти обнаружен самый большой клад серебра за всю историю
Среди находок две уникальные монеты, которых всего четыре в мире, включая, а также языческие вороны Одина… среди православных крестов...
После чудовищного Эль-Ниньо наш мир, возможно, уже не будет прежним
Первой жертвой будет Амазония, но это, как говорят ученые, только начало...
Главный поджигатель в истории Австралии: почему ученые обвиняют капитана Джеймса Кука в постоянных мегапожарах на Зеленом континенте?
Воскрешение традиции, которую сломали британские колонизаторы, поможет «потушить» Пылающую Австралию...
Тайна Мертвого моря: что «кипятит» водоем изнутри, рассказали ученые
Оказалось, что в кристалликах соли скрыта история прошедших эпох...
«Мясной фарш» для Гитлера: как виртуозная операция в 1943 году решила ход битвы за Италию
Дерзко, остроумно и с огромной долей везения: британский план висел на волоске, но Лондону помогли… сами немцы...
Шуховскую башню в Москве начали разбирать: почему правнук великого русского инженера против такой «реконструкции»?
Где главный промах московских властей и чем восстановление отличается реконструкции?...
Пустая еда: почему за 60 лет наши продукты потеряли половину полезных веществ и микроэлементов
По словам исследователей, мир находится в состоянии скрытого голода: калорий, вроде бы, хватает, а витаминов и минералов нет...
Крестик XII века показал, настолько ученые ошибались в истории древнего Смоленска
Скромный артефакт из редкого материала оказался для археологов дороже серебряного клада...
Секрет марсианского «невозможного» облака-призрака наконец-то разгадан
Как оказалось, на Красной планете работает физика, которая на Земле считалась чистой теорией...
Таинственные траншеи в Австралии помогут открыть скрытые пещеры на Марсе
Равнина, которая 14 миллионов лет без воды, подсказала ученым, как расшифровывать фотографии с Красной планеты...
Монетный детектив: российский ученый 10 лет охотился за распроданными сокровищами и раскрыл тайну древнего царства на Боспоре
Пожалуй, это одна из самых интересных исторических загадок, раскрытых в последнее время...