Увеличение объема клеток и числа ядер у гриба кодзи повышает способность к производству ферментов

Исследователи из Университета Цукубы выявили ключевые характеристики, лежащие в основе высокой способности к производству ферментов у гриба кодзи Aspergillus oryzae.

Гриб кодзи Aspergillus oryzae давно используется в традиционном японском пивоварении и ферментации для производства саке, соевого соуса и мисо. Сегодня он также широко применяется в биоиндустрии в качестве хозяина для производства ферментов.

Исследование, опубликованное в журнале eLife, раскрывает клеточные особенности A. oryzae, связанные с производством ферментов, с помощью клеточного биологического анализа. Авторы обнаружили, что со временем в культуре гифы утолщаются, что приводит к 10-кратному увеличению объема клетки.

Одновременно количество ядер на клетку гифы также возрастает в 10 раз, превышая 200. Это увеличение объема клеток и числа ядер уникально среди изученных видов Aspergillus и коррелирует с высокой способностью гриба к производству ферментов.

Поскольку число ядер и объем клетки взаимосвязаны, оба параметра должны увеличиваться одновременно. Исследователи также определили генетические факторы, участвующие в каждом из этих изменений. Такие черты требуют больших затрат энергии и вряд ли были бы отобраны в естественных условиях.

Однако A. oryzae, выведенный на протяжении веков в богатых питательными веществами средах, мог приобрести эту черту в результате искусственного отбора. Аналогичное увеличение объема клеток и числа ядер также наблюдалось у промышленных штаммов Trichoderma и Penicillium, используемых для производства ферментов.

Эти результаты дают фундаментальное представление о том, как регулируются объем клетки и число ядер у многоядерных организмов, и открывают новые направления для селекции нитчатых грибов для промышленного использования.