Как грибы живут сотни лет без рака: объяснение нового механизма
Исследователи из Вагенингенского университета предложили гипотезу, объясняющую, почему некоторые грибы, живущие сотни лет, не подвержены «раку ядер». Ключом может быть особая структура — пряжка (clamp connection), которая действует как система контроля качества клеточных ядер.
Парадокс Пето и «рак ядер» у грибов
- Парадокс Пето (1975) гласит, что риск рака в течение жизни мало различается у видов с разной продолжительностью жизни, хотя с каждым делением клетки вероятность мутаций растет.
- У животных это объясняется более строгими противораковыми механизмами у долгоживущих видов.
- У грибов может развиваться аналог рака — «рак ядер». Мутации в подземной сети грибных нитей (мицелии) дают определенным ядрам конкурентное преимущество внутри мицелия, но снижают приспособленность всей грибницы в целом.
Гипотеза: пряжка как система проверки
- Долгоживущие, медленно растущие грибы (например, образующие «ведьмины кольца») должны иметь механизмы снижения риска «рака ядер».
- Быстрорастущие, короткоживущие виды такого механизма не имеют и в лабораторных условиях склонны к развитию «рака ядер».
- Ранее было показано, что у всех мутантных ядер, получивших преимущество, утрачена способность к слиянию гиф (грибных нитей).
- Исследователи предполагают, что защитным механизмом у долгоживущих грибов является пряжка (clamp connection) — структура, встречающаяся только у грибов, образующих плодовые тела.
Как работает пряжка?
- Мицелий грибов, образующих пряжки, называется дикарионом: каждая клетка содержит два генетически различных гаплоидных ядра.
- При делении конечной клетки одно из двух ядер совершает «обходной путь» в дочернюю клетку: сначала мигрирует во временную боковую клетку, которая затем сливается с дочерней клеткой.
- После слияния эта боковая клетка остается видимой как пряжка.
Новая гипотеза: Слияние клетки пряжки — это момент проверки для одного из гаплоидных ядер. Поскольку утрата способности к слиянию — главный путь к «раку ядер», пряжка действует как устройство скрининга качества ядра. Оба ядра постоянно тестируют друг друга на способность к слиянию. Ядра с мутациями в генах слияния этот тест не проходят, и такая клетка становится тупиковой.
Вывод: Благодаря этому механизму мицелии могут иметь постоянный и низкий риск «рака ядер» независимо от их размера и продолжительности жизни.
Результаты исследования опубликованы в журнале Microbiology and Molecular Biology Reviews.