Грибы-долгожители веками разрабатывали способ обмануть смерть
Долгоживущие грибы — это последние организмы, которые попали под микроскоп в поисках нового понимания того, почему они не накапливают ограничивающие жизнь мутации, учитывая их возраст. Исследователи из Вагенингенского университета в Нидерландах решили сравнить «особенности» многоклеточного роста у мицелиальных грибов. В итоге они пришли к новой гипотезе, объясняющей, как определенные виды грибов сдерживают мутации, которые накапливаются в их нитевидном мицелии (корневидные структуры колоний грибов). Новое исследование было опубликовано в журнале Microbiology and Molecular Biology Review.
Грибообразующие нити проводят большую часть своей долгой жизни с двумя отдельными ядрами, каждое из которых содержит половину полного набора хромосом. Только в тканях грибов за несколько мгновений до образования спор два гаплоидных ядра соединяются вместе в кратком союзе для бесполого размножения.
Мутации в любом ядре лишают пораженный мицелий его способности сливать свою веретенообразную нить с другой, вынуждая другой мицелий расплачиваться за образование спор. По прошествии достаточного времени мутировавший мицелий будет доминировать над грибком, что вообще снизит его способность образовывать споры.
Впервые обнаруженные в быстрорастущей плесени Neurospora crassa в 2016 году, мутировавшие ядра были названы «мошенниками» из-за того, что мутировавший мицелий не может начать бесполое слияние со своими собственными нитями для образования спор, но может использовать другой полностью функционирующий мицелий, с которым они могут столкнуться.
Это биологическое напряжение между отдельными клетками и целыми организмами напоминает рак в других организмах, где мутантные клетки, стремящиеся к воспроизведению, растут так быстро, что причиняют вред животному, в котором они возникли, иногда смертельно.
«Поскольку эти грибковые мутации выбираются внутри мицелия, но снижают приспособленность мицелия в целом, вы можете думать о них как о своего рода «ядерном раке», — объясняет биолог-эволюционист и ведущий автор Дуур Аанен из Университета Вагенингена.
Аанен и его коллеги сравнили быстрорастущие плесневые грибы и долгоживущий грибной мицелий, способный жить сотни лет. Они предполагают, что последние используют особый тип клеточного деления, называемый «зажимным соединением», для защиты от эгоистичных мутантов, что позволяет им жить долго, не накапливая слишком много генетических дефектов.
В этой форме клеточного деления одно из гаплоидных ядер филамента помещается в отсек для выдержки до тех пор, пока клетка не сможет проверить его качество - и слияние филамента возможно.
«Оба ядра постоянно проверяют друг друга на способность к слиянию — проверка, что ядра с мутациями в генах слияния терпят неудачу», — объясняет Аанен. «Если клетка не может слиться, это означает тупик для клетки и, следовательно, конец ее ядра».
У людей и других животных рак развивается после того, как в организме накапливается достаточно генетических ошибок, чтобы спровоцировать безудержное деление клеток. Глядя, как эти ошибки со временем накапливаются, можно подумать, что у существ с большой продолжительностью жизни или большими телами развивается больше опухолей.
Но слоны и киты бросают вызов этим рассуждениям, применяя молекулярные приемы для восстановления поврежденной ДНК, контроля деления клеток и подавления рака.
Эти эволюционные решения «парадокса Пето», как известно, представляют большой интерес для ученых или всех, кто хотел бы предотвратить рак.
Хотя в этом новом исследовании есть некоторые параллели, грибы — странные существа, представляющие собой совершенно другое царство жизни для нас, животных. Таким образом, у ученых может быть меньше шансов обнаружить у грибов клеточный механизм, способный подавлять рак, который мог бы иметь отношение к людям.
Тем не менее, мы все еще можем оценить множество способов, которыми эволюция одарила организмы инструментами, позволяющими поддерживать жизнь, особенно когда она пытается помешать самой себе.
Обсудим?
Смотрите также:
