Някои гъби, особено видове от разред Mucorales, могат да се променят от една форма в друга, като променят гените, които експресират. А гените експресират специфични протеини и функционални РНК молекули, необходими за функциите, структурата и регулацията на клетките. Въпреки че всички клетки съдържат един и същ геном, те селективно активират различни набори от гени въз основа на клетъчен тип, възраст и условия на околната среда.
Mucor lusitanicus приема формата на дрожди в анаеробна среда, но се трансформира в мицелна форма в аеробна среда. Познаването на гените, отговорни за трансформациите, би могло да помогне за разработването на противогъбични лечения и може да има други фармацевтични и промишлени приложения.
Някои организми имат почти паранормалната способност да приемат една форма и след това да преминават в друга. Наречен диморфизъм, този фокус е често срещан във измислените светове на върколаците, но благодарение на един конкретен род гъба, това се случва и в реалния живот.
Много видове гъби от рода Mucorales могат да се трансформират от дрожди в мицел и обратно. Докато дрождите са едноклетъчни и се размножават безполово, мицелните гъби са многоклетъчни, имат много нишки (или хифи) и могат да се самовъзпроизвеждат чрез полово или безполово размножаване.
Как точно гените на тези гъби им позволяват да се трансформират в зависимост от средата и след това да се трансформират обратно в рамките на един геном, досега не беше известно. Любопитни да разберат, екип изследователи наблюдава няколко вида Mucorales, като Mucor lusitanicus. Оказа се, че стотици генни семейства в тези видове гъби са претърпели конвергентна еволюция.
Въпреки че не са свързани помежду си, групите гени, които претърпяват конвергентна еволюция, развиват сходни характеристики. Така е и с целите организми.
Спорангии и спорангиоспори на Mucor spp. Кредит: Adelaide University
Както птиците, така и прилепите са еволюирали за летене, въпреки че прилепите са бозайници. Докато различните генни семейства на Mucorales изпълняват свои собствени функции, техните паралози или гени, чиято предкова форма се разделя на два отделни типа, имат конвергентни адаптации, които им позволяват да се трансформират в дрожди или мицел в зависимост от околната среда. Изследователите откриват и два неизвестни досега гена, които контролират експресията на диморфни генни семейства. Мутантните форми на M. lusitanicus, в които липсват тези гени, не могат да сменят формите си.
"Геномите на диморфните Mucorales са претърпели съществена адаптация към диморфния процес", казват те в проучване, публикувано наскоро в Nature Communications.
"Тази адаптация се отразява и в ясно изразените разлики между дрождевите и мицелните форми, както и в уникалните диморфни характеристики на тези организми, включително независимостта на двата морфотипа и обратимите преходи между тях."
По време на морфологичния преход от дрожди към мицел или обратно, паралозите в M. lusitanicus и други диморфни гъбички ще работят заедно, за да координират своята експресия, така че характеристиките на тази конкретна форма да се проявят едновременно.
M. lusitanicus са дрожди, захранвани от ферментативен метаболизъм в анаеробна среда. Като цяло, дрождите виреят при високи нива на въглероден диоксид и глюкоза, докато мицелът се нуждае от кислород. Когато е изложен на аеробна среда, M. lusitanicus ще се превърне в мицел, който използва окислителен метаболизъм, като поникват хифи, които допълнително се диференцират в по-сложни структури. По подобен начин, други видове Mucorales могат да причинят потенциално фатална гъбична инфекция мукормикоза в богата на кислород среда.
Разбирането на гените, които променят морфологията на гъбичките Mucorales, може потенциално да доведе до по-ефективни противогъбични лечения. Имунокомпрометирани хора, като например реципиенти на трансплантирани органи или хора със състояния като диабет, левкемия или лимфом, са особено податливи на мукормикоза, но само ако гъбичката е способна да приеме мицелната си форма.
Патогенните гъбички имат предимство в тялото на друг организъм, защото се захранват от изобилие от хранителни вещества и могат лесно да нахлуят в тъканите с хифите си. Има обаче един сигнален път, който може да ги превърне в дрожди – дори в аеробни условия. Ако се използва срещу тях по правилния начин, пътят може да унищожи инфекцията.
Разбирането на диморфизма при гъбичките може да бъде предимство в много приложения. Създаването на гъбички, за да се запазят в едната или другата форма, позволява да се възползват от специфични способности, като например използването на дрожди за индустриална ферментация. Гъбите могат да бъдат генетично оптимизирани и за производство на метаболити.
Гъбичните метаболити могат да се използват в антиоксидантни добавки, фармацевтични продукти (подобно на пеницилина), багрила и индустриални ензими. Те също така притежават свойства, които биха могли да направят всичко - от забавяне на стареенето до борба с рака.
"[Нашите] открития осветляват еволюционните стратегии, лежащи в основата на диморфизма при Mucorales, осигурявайки основа за бъдещи изследвания върху неговото въздействие върху гъбичната физиология, патогенност и филогения", посочват изследователите. "Прозренията, получени от това изследване, също така предоставят важна основа за изучаване на вирулентността при Mucorales."
Справка: Tahiri, G., Navarro-Mendoza, M.I., Lax, C. et al. Coordinated gene family evolution shapes the genome of dimorphic Mucorales. Nat Commun (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68866-7
Източник: Scientists Discovered An Organism That Can Become Two Different Life Forms, Рopular Мechanics
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
"Ад" на Данте описва удар на астероид 500 години преди съвременната наука
10-годишно момиче открива рядък мексикански аксолотъл. Какво знаем за тези животни
Хората с тъмни черти на характера са естествено склонни към лидерски роли, установява ново проучване
Хората с тъмни черти на характера са естествено склонни към лидерски роли, установява ново проучване