Bir mantar avcısını katile dönüştüren şey nedir?

En korkunç canavarlardan bazıları mikroskobiktir. Etçil mantarlar Arthrobotrys oligosporası Çürüyen odun yerken pek bir şeye benzemiyor. Ancak canlı bir solucanın varlığını algıladığında kurbanının etrafını saracak ve onu canlı canlı yiyecektir; bu da tam bir kabus yakıtıdır.

Şimdiye kadar ölümcül mantar saldırısının moleküler düzeyde nasıl gerçekleştiği hakkında çok az şey biliniyordu. Tayvan’daki Academia Sinica’dan araştırmacılar, sonunda nematodlar mantarlara çok yaklaştığında mantarların gen aktivitesinin nasıl değiştiğini keşfettiler. A. Oligosporidium. Moleküler biyolog Hong-Chi Lin liderliğindeki araştırma ekibi, mantarın solucanlar için bir tür yapıştırıcı ürettiğini ve besinini elde etmek için ek tuzaklayıcı proteinler ürettiğini keşfetti. Daha sonra solucanı parçalayan ve yemeye başlayabilmesini sağlayan enzimler üretir.

Tuzağa düştüler

A. oligospora Toprakta yaşar ve çoğunlukla saprofitiktir, yani çürüyen organik maddelerle beslenir. Ancak kendisini besinlerden yoksun bulursa veya yakınlarda baştan çıkarıcı nematodların varlığını hissederse bu durum hızla değişebilir. Bu, etobur moduna geçtiği zamandır.

Lin ve meslektaşları, besin değeri düşük olan mantarın nematodlara bulaştığında ne olacağını görmek istediler. Caenorhabditis elegans enfeksiyonu. Mantar, solucanı algıladığında DNA replikasyonunda önemli bir artış gösterdi. Bu, genomun fazladan kopyalarını içeren tuzak hücrelerine yol açtı. Tuzak hücreleri hiflerde veya mantar hiflerinde bulunur ve bu hiflerin, tuzağa yakalandıktan sonra solucana bağlanmasını sağlayan özel bir solucan yapıştırıcısı üretir.

Mantarların hif tuzakları oluşturmasına yardımcı olan en önemli genetik eylemler neler olabilir? Ribozom biyogenezi, protein üretiminin artmasına izin verir. Ribozomlar proteinlerin yapıldığı yerdir, dolayısıyla onların biyogenezi (kelimenin tam anlamıyla daha fazla ribozom yaratmak) hücre büyümesini kontrol eder ve aynı zamanda üretilen protein miktarını da belirler.

Araştırmacılar ayrıca mantar tuzak hücreleri tarafından en yaygın olarak üretilen proteinler olan ve artık tuzak zenginleştirme proteinleri (TEP’ler) olarak bilinen yeni bir protein grubu da belirlediler. Bunların formasyondan ziyade tuzak fonksiyonuna katkıda bulunduğu görülüyor.

Bir çalışmada “TEP proteininin tuzak hücrelerinin yüzeyindeki lokalizasyonu göz önüne alındığında, TEP’lerin tuzak işlevi için kritik olabileceğini varsaydık” dediler. Staj Yakın zamanda PLoS Biyoloji’de yayınlandı. “ek C. elegans…derhal tutuklanmalarına yol açar.”

Mantar, tuzak oluşturmak ve solucanlar için bir yapıştırıcı oluşturmak için daha fazla çaba harcadıkça, aslında süreçte yer almayan faaliyetlere öncelik vermez. Genellikle yardımcı olan DNA segmentleri A. Oligosporidyum Ölü maddenin sindirimi aşağı doğru düzenlenir, bu da mantarın solucanı algılamasına tepki olarak bu bölmelerde daha az gen aktivitesi olduğu anlamına gelir. Solucan yaklaştığında A. oligosporidyum, Mantar, proteazlar veya proteinleri parçalayan enzimler üreten genlerin yukarı doğru düzenlendiğini gösterdi.

dışarı çıkamam

Solucan gerçekten yakalanana kadar diğer ek genlerin aktivitelerinde değişiklik görülmedi. bir kere C. elegans O tuzağa düştüm A. Oligosporidyum Ekip, yapışkan bir iplik ağı sayesinde avı zayıflatan proteinlerin üretiminde bir artış gözlemledi. Bu proteinler, av hücrelerini manipüle ederek bu hücrelerin farklı şekilde çalışmasını sağlayabilir ve potansiyel olarak patojenlerin içeri girip kontrolü ele geçirmesine bir yol sağlayabilir. Mantar daha sonra ipliklerine sıkışan nematodları sindirmek için proteazları kullanır.

A. Oligosporidyum Diğer organizmalarla etkileşimlerini kontrol eden proteinleri kodlayan 400’den fazla gen içerir.. Nematodların ortaya çıkışı mantarı etçil hale getirdiğinde organizmaların yarısından fazlası farklı davranmaya başladı. Bu proteinler zayıflıyor C. elegans Çeşitli mekanizmalar aracılığıyla. Örneğin bazıları nematodların ürettiği antimikrobiyal peptitlere karşı dirençlidir.

Mantarın yaptığı yapışkanın artık TEP proteinleriyle yakından ilişkili olduğu ve insanlar üzerinde hiçbir etkisi olmayabilir, ancak mantar hiflerini etlerine bağlayan solucanlar için bir süper yapıştırıcı olduğu düşünülüyor. Solucanların onları canlı canlı yemesinden kurtulmanın hiçbir yolu yok.

Bu deneyim, ilgili nematodlar için korkunç olabilir, ancak Lin’in ekibi için büyük bir atılımdı. Artık mantar tuzağının işlevini yerine getiren tamamen yeni bir dizi gen tanımladılar. Bulguları ile A. Oligosporidyum Bu, ekinlere zarar verenler de dahil olmak üzere diğer patojenik mantarların genetik aktivitesiyle karşılaştırılabilir; dolayısıyla, gelişmiş bir antifungal nesli bir gün bu mikroskobik korku filminden etkilenebilir.

PLOS Biyoloji, 2023. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002400