Etçil istiridye mantarları, ‘lolipoptaki sinir gazı’ ile yuvarlak solucanları öldürebilir

istiridye mantarı (plörezi ostreatus) hafif tatları ve anasonu çağrıştıran gizemli aromalarıyla ödüllendirilen birçok mutfak türünün temel gıda maddesidir. Bu krem ​​renkli mantar aynı zamanda etçil mantarların çeşitli türlerinden biridir. nematodlar (yuvarlak solucanlar) özellikle. Mantarlar, nematod avlarını felç etmek ve öldürmek için yeni bir mekanizma geliştirdiler: toksozom adı verilen lolipop benzeri yapıların içinde bulunan ve yayıldığında nematodlarda dakikalar içinde yaygın hücre ölümüne neden olan bir toksin. Bilim adamları artık bu etkiden sorumlu spesifik uçucu organik bileşiği tanımladılar. yeni yaprak Science Advances dergisinde yayınlandı.

İstiridye mantarı gibi etçil mantarlar nematodlarla beslenir çünkü bu küçük canlılar toprakta bol miktarda bulunur ve faydalı bir protein kaynağı sağlar. Farklı türler, avlanmak ve avlarını tüketmek için farklı mekanizmalar geliştirmiştir. örnek, omiyesitler Nematodları avlamak için “avcı hücreleri” gönderen mantar benzeri organizmalardır. Bulunduklarında, yuvarlak solucanın ağzının veya anüsünün yakınında kist oluştururlar ve daha sonra iç organlara saldırmak için kendilerini solucanların içine enjekte ederler. Başka bir albikan grubu, avını avlayan zıpkınlar gibi hareket eden hücreler kullanır ve kaderini belirlemek için solucanın içine mantar sporları enjekte eder.

Diğer mantarlar, tahriş edici sopa veya hançer benzeri şekillere sahip sporlar üretir. Nematodlar, yemek borusuna yerleşen ve solucanın bağırsağını delerek filizlenen sporları yutar. Süper yapıştırıcı gibi davranan yapışkan, dal benzeri yapılar vardır; nematodlar içinden geçip kendilerini solucanlara enjekte ettiklerinde ayrılan ölüm tasmaları; Bir düzineden fazla mantar türü, bir saniyeden daha kısa sürede çökerek nematodları sıkarak öldüren tuzaklar kullanır.

Yakınlaştır / Toksik kistlerin taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüsü P. ostreatus mantar ipliği.

Yi Yun Lee

İstiridye mantarları, kimyasal bir mekanizma lehine bu fiziksel tuzaklardan kaçınır. P. ostreatus Ölü ağaçları hedef alan bir “odun döndürücü” olarak bilinen şeydir, ancak ahşabın proteini nispeten zayıftır. Uzun, dallanan lifleri (iplik adı verilir), çürüyen ağaçta yetişen ‘mantarın’ bir parçasıdır. Bu hif zehir kistlerinin evidir. Nematodlar toksik kistlerle karşılaştıklarında patlarlar ve nematodlar genellikle felç olur ve dakikalar içinde ölürler. Av öldükten sonra, hifler nematodun vücutlarında büyür, içindekileri çözer ve besinler için bulamacı emer.

2020’de Tayvan’daki Academia Sinica’daki bir bilim insanı ekibi 15 türün hepsini test etti. P. ostreatus Ve buldum 15’inin tümü açken zehirli damlalar üretebilir. Ayrıca 17 nematod türünü test ettiler ve hiçbirinin toksinlere maruz kalarak hayatta kalamayacağını buldular. Ortak yazar Cheng Han Li ve meslektaşları, suçlunun hayvanların kaslarında depolanan ve sinir sinyallerine yanıt olarak salındığında kasların kasılmasına neden olan kalsiyum olabileceğini öne sürdü. Sinir sinyalleri kalsiyum depolarını doldurduğunda kaslar gevşer.

Hipotezi test etmek için ekip, solucanlardaki kalsiyumun görünür olduğu deneyler yaptı ve ardından istiridye mantarı kistlerine maruz kalma tepkisini izledi. Zehirli nematodun faringeal ve baş kaslarının kalsiyumla dolup taştığını buldular ve kalsiyumun kaybolmadığını, bunun da yaygın nöromüsküler hücre ölümüne yol açtığını söylediler. Zehrin kalsiyuma ilk tepkiyi tetiklediğini, ancak daha sonra nematodların kalsiyum kaynaklarını yenileme mekanizmasını bloke ettiğini öne sürdüler.

ama ben et al. İstiridye mantarının kimyasal mekanizmasının şu anda nematod popülasyonlarını kontrol etmek için kullanılan nematisitlerden farklı olduğunu not etmelerine rağmen, etkiden sorumlu spesifik toksinleri tanımlayamadılar. Yeni çalışma için Li ve ortak yazarlar, tam da bunu yapmak için bir gaz kromatografisi-kütle spektrometresi kullandılar. Deneyin ilk versiyonu, yalnızca kültür ortamı ve cam boncuklar içeren bir numune şişesini test etti. İkinci bir kopya, şişe içeren bir numuneyi test etti P. ostreatus iki ila üç hafta boyunca yetiştirilenler. Üçüncü kopya, her iki kültürü de içeren ilk iki test numunesi şişesinin bir karışımıydı. P. ostreatus ve cam boncuklar.

Suçlu: 3-oktanon adı verilen uçucu bir keton, mantarların iletişim kurmak için kullandıkları doğal olarak oluşan birkaç uçucu organik bileşikten (VOC) biridir. 3-oktanon aynı zamanda etkili bir nematod öldürme mekanizması olarak hareket ediyor gibi görünmektedir. Dört tür nematodun 3-oktanona maruz bırakılması, sinir ve kas hücrelerine büyük (ve ölümcül) bir kalsiyum iyonu akışına neden oldu. Yazarlara göre dozaj kritiktir. Düşük dozlar sümüklü böcekleri ve salyangozları uzaklaştırır, ancak yüksek dozlar ölümcüldür. Aynısı nematodlar için de geçerlidir. Hızlı felce ve yaygın hücre ölümüne neden olmak için yüzde 50’den fazla 3-oktanon konsantrasyonu gereklidir. Ekip ayrıca mantarda binlerce rastgele genetik mutasyona neden oldu. Hiflerinde toksik kistler geliştirmeyen mutantlar artık nematodlar için toksik değildi. Bazı tipler zariftir.

Mantarların neden bu kadar alışılmadık bir nematod öldürme mekanizması geliştirdiğine gelince, yazarlar bunun nedeninin ölmekte olan veya çürüyen ağaçların nitrojen bakımından özellikle fakir olması olduğunu ve bu mekanizmanın mantarların bu eksikliği telafi etmesi için iyi bir yol olduğunu öne sürüyorlar. Bu kistler savunma amaçlı bile olabilir. Bazı nematod türleri, sitoplazmayı emmek için mantar hiflerini delebilir, bu nedenle hiflerde zehirli gaz yayan kistlerin varlığı, mantarları bu tür avcılardan koruyabilir.

DOI: Science Advances, 2023. 10.1126/sciadv.ade4809 (DOI’ler hakkında).