Генетика грибов может помочь в разработке новых биотехнологий

Грибы, являясь важнейшей частью экосистемы Земли, уже давно используются для улучшения жизни людей. Хотя эти организмы всё ещё крайне мало изучены, новый обзорный материал предполагает, что их уникальные геномы могут быть использованы для прогресса в биотехнологической индустрии.

«Замечательная особенность грибов в том, что они занимают так много экологических ниш», — сказал Митчелл Рот, ведущий автор обзора и доцент кафедры фитопатологии Университета штата Огайо. «Их можно найти повсюду, и часто вы обнаружите грибы, которые уже адаптировались к выживанию в маловероятных условиях».

Недавно учёные совершили невероятные прорывы в этой области, и благодаря популярной адаптации HBO «Одни из нас» грибы, наконец, могут получить заслуженное признание, сказал Рот. «В грибной биотехнологии так много нераскрытого потенциала», — отметил он. «Мы лишь слегка коснулись поверхности, поэтому эта статья — своего рода призыв к действию».

Успехи в изучении грибов уже привели к прорывам в различных промышленных и бытовых сферах, особенно в медицине — благодаря разработке новых лекарств (таких как пенициллин или ловастатин) и биологическому контролю патогенов, а также в обществе — при ферментации определённых продуктов и напитков.

Статья, опубликованная в журнале Frontiers in Fungal Biology, подчёркивает, как дальнейшие исследования в области микологии — науки о грибах — могут способствовать открытию и применению многих новых биотехнологий.

Например, переплетение биотехнологий и микологии может стимулировать разработку биоинформатических инструментов и устойчивых биоматериалов, таких как алгоритмы машинного обучения для прогнозирования микологических закономерностей или создание грибных батарей. Кроме того, поскольку грибы так распространены, перспективные биотехнологии, вероятно, можно будет производить в больших масштабах.

Однако Рот, работающий в Вустерском кампусе Колледжа пищевых, сельскохозяйственных и экологических наук штата Огайо, сосредоточен на том, как некоторые грибы становятся патогенами и распространяют болезни. Он отметил, что многие из этих потенциальных скачков стали возможны только благодаря прогрессу в способности учёных секвенировать их ДНК.

«Сравнивая геномы разных грибов, вы действительно можете начать понимать, какие гены задействованы в каких процессах», — сказал он. «Теперь можно пойти в лабораторию, изучить их, изменить несколько генов и сделать гриб ещё лучше в выполнении конкретной задачи».

Однако это не значит, что исследователи не столкнутся с проблемами в своих поисках применения грибов. Из-за разного размера геномов грибов и их повторяющихся генетических последовательностей, как отмечается в исследовании, было трудно идентифицировать и изучать их целиком. Только благодаря появлению технологий длинного чтения, таких как Nanopore и PacBio, которые в настоящее время позволяют секвенировать более длинные фрагменты ДНК, исследования генетики грибов стали такими обширными, сказал Рот.

Тем не менее, хотя возможность манипулировать геномами грибов была бы полезна для ряда технологических отраслей, такие достижения вряд ли произойдут без значительных затрат времени, финансирования и технологической поддержки.

«У учёных могут быть все эти идеи и любопытство в отношении грибов и желание изучать их дальше, но это действительно сложно и очень дорого», — сказал Рот. «И, к сожалению, люди не всегда осознают, что мы можем с ними сделать».