Инфекционный грибок, считавшийся бесполым, таковым не является: новые доказательства полового размножения в роде Candida

Грибки рода Candida, известные своей способностью вызывать серьёзные инфекции у миллионов пациентов по всему миру, долгое время считались полностью бесполыми. Даже после того, как учёные обнаружили разнообразные способы спаривания у Candida albicans, они оставались убеждены, что многие более инфекционные виды не спариваются. Теперь, с первым сообщением о том, что Candida tropicalis также может размножаться половым путём, «целомудрие» всего рода ставится под ещё большее сомнение.

«Я думаю, что действительно бесполые грибки окажутся скорее исключением, чем правилом», — заявил Ричард Беннетт, доцент биологии в Университете Брауна и старший автор статьи, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Открытие полового размножения у C. tropicalis имеет не просто академический интерес. Некоторые учёные, включая Беннетта, предполагают, что смешанная репродуктивная стратегия патогена могла развиться как тактика выживания. В благоприятных условиях может быть выгодно размножаться бесполым путём, чтобы сохранить успешный геном стабильным. Если же условия становятся враждебными, имеет смысл переключиться на половое размножение, чтобы ускорить создание и распространение новых адаптивных признаков.

«Секс действительно полезен для микробов в трудные времена, — сказал Беннетт. — Именно тогда вам нужно адаптироваться и опробовать различные комбинации ваших генов или аллелей».

По крайней мере, периодически половая природа C. tropicalis может означать, что вид способен эволюционировать быстрее, чем считали учёные. Это также означает, что он может быть более способным к развитию повышенной вирулентности или лекарственной устойчивости.

Что увидела студентка

Исследование началось несколько непреднамеренно весной 2010 года, когда аспирантка Эллисон М. Порман, проходившая краткую стажировку в лаборатории Беннетта, заметила, что чашка Петри с C. tropicalis разделилась на более тёмные и более светлые области. Это намекало на образование двух отдельных фенотипов, с интригующим сходством с «белым» и «непрозрачным» фенотипами C. albicans. У C. albicans это различие не только цветовое, но и связано с брачным поведением.

Порман вернулась в лабораторию и возглавила эксперименты, описанные в новой статье. Она, Беннетт и их соавторы обнаружили не только то, что C. tropicalis спаривается и что спаривание зависит от феромонов, но и то, что генетический «переключатель», переводящий грибок из «целомудренного» «белого» состояния в более «либидинозное» «непрозрачное», имеет общий ключевой ген с C. albicans, называемый WOR1. При этом определённая последовательность регуляторных событий с участием WOR1 у C. tropicalis протекает не совсем так, как у C. albicans. У C. albicans одним из нескольких триггеров, по-видимому, является температура. Команда всё ещё пытается выяснить, что «включает» C. tropicalis.

«Было очень трудно найти триггер, — сказал Беннетт. — Мы не можем заставить переключиться ни в одном направлении. Нам просто приходится высевать множество клеток и надеяться на одно случайное событие переключения в другое состояние».

Обнаружение правильного экологического триггера может либо подтвердить, либо опровергнуть гипотезу о том, что грибок использует половое размножение как тактику выживания. Это также может дать ключи к поиску предполагаемого брачного поведения у других видов Candida.