Генетический компромисс в битве микроскопических червей и хищных грибов

Исследователи из Academia Sinica (Тайвань) и Института биологии Макса Планка (Тюбинген, Германия) выяснили, как ген нематод nhr-66 контролирует выработку кутикулярных коллагенов, которые позволяют хищным грибам прилипать и захватывать свою добычу — нематод.

Снижение экспрессии коллагенов помогает нематодам избегать грибных ловушек, но также ослабляет их защитную кутикулу, что демонстрирует эволюционный компромисс в этом микроскопическом взаимодействии «хищник–жертва». Результаты опубликованы в журнале PLOS Biology.

Липкая битва за выживание

Хищные грибы, такие как Arthrobotrys oligospora, ловят нематод (например, модельный организм Caenorhabditis elegans) с помощью липких сетей. Нематоды полагаются на свою внешнюю кутикулу, богатую разнообразными коллагеновыми белками, для защиты от внешних угроз.

Используя генетические скрининги, учёные обнаружили, что ген nhr-66 (транскрипционный фактор) регулирует выработку ключевых кутикулярных коллагенов, которые действуют как «липучка» для грибных ловушек. Потеря функции nhr-66 приводит к снижению экспрессии коллагенов, ослабляет липкую связь и позволяет червям избегать захвата.

Эволюционный компромисс

Однако у этой устойчивости есть цена: нематоды-мутанты с «выключенным» nhr-66 имеют хрупкую кутикулу и становятся гиперчувствительными к стрессу, например, к воздействию воды.

«Нас удивило, насколько силён этот компромисс, — объясняет ведущий исследователь доктор Йен-Пинг Сюэ. — У этих устойчивых мутантов практически нет шансов выжить в естественной среде, потому что их ослабленная кутикула не справляется со стрессом, таким как дождь».

Практический потенциал

Понимание молекулярных механизмов грибной адгезии может иметь практическое применение.

«Если мы полностью поймём молекулярные и биохимические механизмы этого прилипания, мы сможем разработать искусственные «суперклеи», — предполагает доктор Сюэ, отмечая возможное применение в биотехнологиях и борьбе с вредителями.

Первый автор работы Хан-Вен Чанг добавляет: «Изучение того, как работает кутикула нематод, может вдохновить на создание новых биологических адгезивов в материаловедении».