Cuing תגובות סביבתיות פטריות

Why doesn’t anything stick to Teflon? - Ashwini Bharathula (יוני 2019).

Anonim

פטריות יכולות לחוש אותות סביבתיים ולהגיב בהתאם, לשנות את התפתחותן, את התפתחותן ואת חילוף החומרים שלהן. התפיסה החושית טמונה בלב ההתאמה לתנאים המשתנים, ומסייעת לפטריות לשפר את הצמיחה ולמחזר פסולת אורגנית, ולדעת מתי ואיך להדביק צמח או בעל חיים. תוצאות חדשות המבוססות על אפיון ולאחר מכן ביצוע ניתוח השוואתי של שני רצפי גנום שפורסמו באינטרנט ב -26 במאי 2016 בכתב העת Current Biology שופכים אור חדש על התפתחות התפיסה החושית בפטריות.

לצורך המחקר, החוקרים רצפו והוסיפו גנומים של Mucoromycotina, במיוחד אלה של Phycomyces blakesleeanus וקרינילואידיס Mucor יחסית. המחקר נערך על ידי חוקרים ממכון המחקר של גנום המשותף של משרד האנרגיה האמריקני (DOE JGI), משרד המדע של מכון המדע האמריקני, בשיתוף עם מדענים מ -31 מרכזי מחקר ואוניברסיטאות מ -13 מדינות, ובתיאום בין מדענים מאוניברסיטת סביליה בספרד. לכידת הגנום הגנומי של פטריות מאפשר לחוקרים לבנות בסיס לתרגום הפוטנציאל הגנטי שלהם ליישומים מעשיים. לדוגמה, הבנת המנגנונים שבאמצעותם חשים רמזים סביבתיים אלה יכולה לספק תובנות לגבי האופן שבו פטריות מסוימות יכולות לשנות את דפוסי הצמיחה שלהן כדי לפעול כפתוגנים ולא אורגניזמים שפירים.

הבנת מטבוליזם פטרייתי

"מעט מאוד ידוע על פטריות בסיסיות כמו Mucoromycotina וגנומיקה עשויה להיות הדרך היעילה ביותר להבין את חילוף החומרים שלהם", אמר DOE JGI פטריית הגנום תוכנית ראש איגור Grigoriev של הפרויקט הזה, אשר נעשה במסגרת פרויקט קהילה 2006 תוכנית המדע. "רבים מחברי ה- phyla מראים רגישות גבוהה מאוד לאותות סביבתיים, אשר כאשר הם מבינים, יכולים לשמש לבקרה טבעית של חלק מתהליכים מטבוליים אלה, כמו למשל היכולת הגבוהה של צבירת שומנים בדם, למשל, ביו-דלקים".

הצוות מצא כי שני המינים עברו שכפול גנום שלם, תופעה נדירה בפטריות. שכפול הגנום הוביל להרחבתן של משפחות גנים ולפיתוח גנים מיוחדים, המספקים חלבונים חדשים שאיפשרו לפטריות אלו לחדד את האופן שבו הם תופסים אותות מהסביבה כדי להסדיר את צמיחתם והתפתחותם.

אבולוציה של תפיסה חושית

ביולוגים הוקסמו כבר יותר ממאה שנים על ידי התגובות החושניות המתואמות היטב של sporangiophores של P. blakesleeanus. Sporangiophore הוא תא ענק, גדל במהירות רבה עם גרעינים רבים המגיבה האור, הכבידה, מגע, ואפילו עצם נוכחותם של אובייקטים סמוכים. אלה "נושאות נבג" הם מיוחדים hyphae אווירית כי לגדול לאוויר במשך כמה סנטימטרים לפזר את הנבגים נוצר בקצה שלהם. פ'בלייקליאנוס משווה את רגישות העין האנושית לאור העמום של הכוכבים בלילה, ואת זוהר אמצע היום באור השמש הזוהר.

" Phycomyces blakeslianus הוא הטוב ביותר הידוע כי זה נחקר על ידי חתן פרס נובל מקס Delbrück, אשר זיהה את הפוטנציאל שלה כאורגניזם מודל לחקר תפיסה חושית", ציין אוניברסיטת סביליה חוקר לואיס Corrochano, המחבר הראשון של המחקר ואת רכזת הפרויקט. "Delbrück נמשכה הפשטות האלגנטית של ההתנהגות של הגוף הפרי מ P. blakesleeanus כי יכול להגיב לאור אותות אחרים מן הסביבה, כולל כוח הכבידה, הרוח וחפצים סמוכים על ידי שינוי כיוון הצמיחה שלה." בכושר, החוקרים הקדישו מחקר זה לזיכרון של Delbrück.

Mucor circinelloides, פטרייה קשורה, יש תגובות סביבתיות דומות, ולפעמים גם מתנהג כמו הפתוגן האנושי. רצפי הגנום של Phycomyces ו Mucor לספק ראיות כי שכפול הגנום העתיק הניב גנים חדשים כדי להרחיב את נתיבי transduction האות ולשפר את מנגנוני חישה אור אותות אחרים בקבוצה זו של פטריות. לדוגמה, החוקרים גילו כי חשיפה לאור הביאה לשינויים מסיביים בגינון גנים ברקמות פטרייתיות שונות, ושיערה כי התגובה המעודנת לאור היא תוצאה של שכפול גנטי והתמחות לאחר שכפול גנומי שלם. תוצאות אלה מקדמות את ההבנה של התפקיד של דינמיקה הגנום באבולוציה של תפיסה חושית אשר, בתורו, יכול לספק מוביל גנים המסלולים שימושי להבנת הסתגלות פטרייתית ו להאיץ את התמוטטות של ביומסה עבור Bioenergy.

menu
menu