Геномы древних грибов уточняют происхождение белой гнили

Исследователи использовали черновые геномные последовательности 10 грибов, вызывающих белую и бурую гниль, из ранних эволюционных групп, чтобы уточнить временную шкалу возникновения ферментов, разлагающих лигноцеллюлозу.

Грибы — природные деструкторы растительного материала, чьи ферменты могут быть полезны для производства биотоплива. Изучение семейств ферментов в геномах грибов белой и бурой гнили позволяет заполнить пробелы в эволюционной истории грибов и точнее определить, когда различные виды приобрели способность разрушать все компоненты древесины в клеточных стенках растений.

Грибы, разлагающие древесину, интересны для биотопливной отрасли, так как их ферменты расщепляют целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Бурая гниль разрушает только целлюлозу и гемицеллюлозу, а белая гниль — все три компонента.

Анализ множества доступных геномов показал разнообразие стратегий разложения древесины. Некоторые грибы действуют подобно белой гнили, но не имеют характерных для неё генов. В исследовании, опубликованном в апреле 2016 года в Molecular Biology and Evolution, учёные из Института совместного генома Министерства энергетики США (DOE JGI), Национального института сельскохозяйственных исследований Франции (INRA) и Университета Кларка провели сравнительный геномный анализ 10 грибов, секвенированных DOE JGI, чтобы точнее реконструировать происхождение ферментов, разлагающих лигнин.

Работа развивает исследование 2012 года в журнале Science, где учёные предположили, что эволюция грибов белой гнили около 300 млн лет назад совпала с окончанием каменноугольного периода, повлияв на глобальный углеродный цикл. Тот анализ не включал геномы некоторых ранних эволюционных групп грибов, что могло означать более раннее происхождение белой гнили.

Новый анализ с черновыми геномами древних грибов показывает, что «большинство окислительных ферментов, используемых грибами белой гнили, появилось уже после возникновения первых видов с этой способностью», что подтверждает более ранний отчёт. Помимо уточнения эволюции ферментов, эти дополнительные геномы выявили новые кандидаты в ферменты для разложения биомассы, представляющие интерес для биоэнергетики.