Как хищный гриб ловит и переваривает червей

Новое исследование раскрывает молекулярные процессы, которые происходят, когда хищный гриб Arthrobotrys oligospora обнаруживает, захватывает и поглощает червя. Хун-Чэ Линь из Академии Синика в Тайбэе (Тайвань) и его коллеги представили эти результаты в журнале PLOS Biology с открытым доступом.

Обычно A. oligospora получает питательные вещества из разлагающейся органики, но голод и присутствие поблизости червей могут заставить его формировать ловушки для поимки и потребления червей. A. oligospora — лишь один из многих видов грибов, способных ловить и поедать мелких животных.

Предыдущие исследования пролили свет на некоторые биологические аспекты этих отношений хищник-жертва (например, определённые гены, участвующие в формировании ловушек A. oligospora), но в основном молекулярные детали процесса оставались неясными.

Чтобы углубить понимание, Линь и его коллеги провели серию лабораторных экспериментов, исследуя гены и процессы, задействованные на различных стадиях хищничества A. oligospora по отношению к нематоде Caenorhabditis elegans. Большая часть анализа опиралась на метод RNAseq, который предоставил информацию об уровне активности различных генов A. oligospora в разные моменты времени. Это исследование выявило несколько биологических процессов, которые, по-видимому, играют ключевую роль в хищничестве гриба.

Когда A. oligospora впервые обнаруживает червя, как показывают результаты, усиливаются как репликация ДНК, так и производство рибосом (структур, которые строят белки в клетке). Далее возрастает активность многих генов, кодирующих белки, которые, по-видимому, помогают в формировании и функционировании ловушек, такие как секретируемые белки, прилипающие к червям, и новое семейство белков, названное «обогащённые в ловушках белки» (trap enriched proteins, TEP).

Наконец, после того как A. oligospora проникает в червя с помощью нитевидных структур — гиф, чтобы переварить его, повышается активность генов, кодирующих различные ферменты, известные как протеазы, в частности, группу металлопротеаз. Протеазы расщепляют другие белки, поэтому эти данные позволяют предположить, что A. oligospora использует протеазы для помощи в переваривании червя.

Эти результаты могут послужить основой для будущих исследований молекулярных механизмов хищничества A. oligospora и других грибковых взаимодействий хищник-жертва.

Авторы добавляют: «Наши всесторонние транскриптомные и функциональные анализы подчёркивают роль усиленной репликации ДНК, трансляции и секреции в развитии и эффективности ловушки. Более того, было обнаружено, что семейство генов, значительно расширенное в геномах грибов, ловящих нематод, обогащено в ловушках и критически важно для прилипания ловушек к нематодам. Эти результаты углубили наше понимание ключевых процессов, необходимых для грибного хищничества».