تغذية الفطر – ما الذي يحول الفطر المتغذي على الفطر إلى قاتل؟

تحذر من الأسلحة الوراثية اللزجة والماكرة للفطر الآكل للحوم.

الفطر الآكل للحوم

يعيش الفطر الآكل للحوم في التربة ويعتمد بشكل أساسي على التغذية على المواد العضوية المتحللة. ولكن يمكن أن يتغير ذلك بسرعة إذا وجد نفسه محرومًا من العناصر الغذائية أو شعر بوجود نيماتود مغري بالقرب منه. في هذه الحالة يدخل في وضع اللحوم.

تغير النشاط الجيني

أراد لين وزملاؤه أن يرى ما يحدث عندما يتم إدخال الفطر، الذي يعاني من نقص العناصر الغذائية، إلى النيماتود Caenorhabiditis elegans. أظهر الفطر زيادة كبيرة في تكرار الحمض النووي عندما يشعر بالنيماتود. وهذا أدى إلى وجود نسخ إضافية من الجينوم في خلايا الفخاخ. تقع خلايا الفخاخ في الشعيرات الفطرية، وتنتج لاصقًا متخصصًا للديدان يسمح لهذه الشعيرات بالالتصاق بالدودة بمجرد أن تُمسك في الفخاخ.

تكوين الفخاخ

قد يكون أهم الإجراءات الوراثية التي تساعد الفطر على إنشاء فخاخ من الشعيرات هو تكوين الريبوسومات، والتي تمكن زيادة إنتاج البروتين. الريبوسومات هي المكان الذي يتم فيه صنع البروتينات، لذا فإن تكوينها (حرفياً إنشاء المزيد من الريبوسومات) يتحكم في نمو الخلية ويحدد أيضًا كمية البروتين المركب.

بروتينات الفخاخ المخصصة

كما تم تحديد مجموعة جديدة من البروتينات، والتي تعرف الآن باسم بروتينات الفخاخ المخصصة (TEPs)، والتي كانت البروتينات الأكثر إنتاجًا في خلايا الفخاخ الفطرية. يبدو أن هذه البروتينات تساهم في وظيفة الفخاخ بدلاً من تكوينها.

الأنشطة الجينية الأخرى

لم ترَ تغيرات في نشاط الجينات الأخرى حتى تم القبض على الدودة. بمجرد أن يدخل النيماتود C. elegans الفخاخ التي أعدتها A. oligospora بشبكة لزجة من الشعيرات، لاحظ الفريق زيادة في إنتاج البروتينات التي تضعف الفريسة. هذه البروتينات قادرة على تلاعب خلايا فريستها بحيث تعمل تلك الخلايا بشكل مختلف، مما يوفر طريقة للممرضة لاختراق الخلية والسيطرة عليها. ثم يستخدم الفطر البروتياز لهضم النيماتودات التي تلتصق في شعيراته.

تأثير اللاصق على الديدان

اللاصق الذي يتم تخليقه بواسطة الفطر، والذي يُعتقد الآن أنه له ارتباط وثيق ببروتينات TEP، قد لا يؤثر على البشر ولكنه يعمل كغراء قوي للديدان يربط الشعيرات بلحمها. ليس لديهم طريقة للخروج من حالة الأكل الحي.

اكتشاف جديد

قد يكون هذا التجربة مروعًا بالنسبة للنيماتودات المشاركة فيها، ولكنه كان اكتشافًا لفريق لين. لقد حددوا الآن مجموعة جديدة كاملة من الجينات التي تجعل فخاخ الفطر يعمل. يمكن مقارنة نتائجهم مع نشاط الجينات للفطر الآخر الممرض، بما في ذلك تلك التي تدمر المحاصيل، لذا قد يتأثر جيل محسن من مضادات الفطريات في يوم من الأيام بهذا الفيلم الرعب الدقيق.

المصدر: PLOS Biology، 2023. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002400

تعليقات القراء: 41

إليزابيث راين هي كائن يكتب. ظهرت أعمالها على SYFY WIRE و Space.com و Live Science و Grunge و Den of Geek و Forbidden Futures. تتربص خارج مدينة نيويورك مع ببغائها ليستات. عندما لا تكتب، إما أن تتحول شكلها أو ترسم أو تقمص شخصية لم يسمع بها أحد من قبل. تابعها على Threads و Instagram @quothravenrayne.

الإعلان

قناة Ars Technica

القصة السابقة | القصة التالية

قصص ذات صلة

اليوم في Ars

تغذية الفطر – ما الذي يحول الفطر المتغذي على الفطر إلى قاتل؟

إليزابيث راين – 18 ديسمبر 2023 6:23 مساءً بالتوقيت العالمي

الصورة المكبرة / طعام الفطر. بيشو أديكاري، جامعة بريغهام يونغ

تعليقات القراء: 41

بعض أكثر الوحوش رعبًا صغيرة الحجم. الفطر الآكل للحوم Arthrobotrys oligospora لا يبدو كثيرًا عندما يأكل الخشب المتعفن. ولكن عندما يشعر بوجود دودة حية، سيقوم بإمساك ضحيته واستهلاكها حية – وقود كابوسي بحت.

حتى الآن، لم يكن هناك الكثير معروفًا عن كيفية حدوث هجوم الفطر القاتل على المستوى الجزيئي. اكتشف الباحثون من أكاديمية سينيكا في تايوان أخيرًا كيف يتغير نشاط الجينات للفطر عندما يقترب النيماتود من A. oligospora. قاد فريق البحث الذي يقوده عالم الأحياء الجزيئي هونغ-تشي لين إلى اكتشاف أن الفطر يخلق نوعًا من اللاصق للديدان وبروتينات الفخاخ الإضافية للحصول على وجبته. ثم ينتج الفطر الإنزيمات التي تحلل الديدان حتى يتمكن من البدء في الاستمتاع بالطعام.

الفطر الآكل للحوم يعيش في التربة ويعتمد بشكل أساسي على التغذية على المواد العضوية المتحللة. ولكن يمكن أن يتغير ذلك بسرعة إذا وجد نفسه محرومًا من العناصر الغذائية أو شعر بوجود نيماتود مغري بالقرب منه. في هذه الحالة يدخل في وضع اللحوم.

أراد لين وزملاؤه أن يرى ما يحدث عندما يتم إدخال الفطر، الذي يعاني من نقص العناصر الغذائية، إلى النيماتود Caenorhabiditis elegans. أظهر الفطر زيادة كبيرة في تكرار الحمض النووي عندما يشعر بالنيماتود. وهذا أدى إلى وجود نسخ إضافية من الجينوم في خلايا الفخاخ. تقع خلايا الفخاخ في الشعيرات الفطرية، وتنتج لاصقًا متخصصًا للديدان يسمح لهذه الشعيرات بالالتصاق بالدودة بمجرد أن تُمسك في الفخاخ.

قد يكون أهم الإجراءات الوراثية التي تساعد الفطر على إنشاء فخاخ من الشعيرات هو تكوين الريبوسومات، والتي تمكن زيادة إنتاج البروتين. الريبوسومات هي المكان الذي يتم فيه صنع البروتينات، لذا فإن تكوينها (حرفياً إنشاء المزيد من الريبوسومات) يتحكم في نمو الخلية ويحدد أيضًا كمية البروتين المركب.

كما تم تحديد مجموعة جديدة من البروتينات، والتي تعرف الآن باسم بروتينات الفخاخ المخصصة (TEPs)، والتي كانت البروتينات الأكثر إنتاجًا في خلايا الفخاخ الفطرية. يبدو أن هذه البروتينات تساهم في وظيفة الفخاخ بدلاً من تكوينها.

لم ترَ تغيرات في نشاط الجينات الأخرى حتى تم القبض على الدودة. بمجرد أن يدخل النيماتود C. elegans الفخاخ التي أعدتها A. oligospora بشبكة لزجة من الشعيرات، لاحظ الفريق زيادة في إنتاج البروتينات التي تضعف الفريسة. هذه البروتينات قادرة على تلاعب خلايا فريستها بحيث تعمل تلك الخلايا بشكل مختلف، مما يوفر طريقة للممرضة لاختراق الخلية والسيطرة عليها. ثم يستخدم الفطر البروتياز لهضم النيماتودات التي تلتصق في شعيراته.

اللاصق الذي يتم تخليقه بواسطة الفطر، والذي يُعتقد الآن أنه له ارتباط وثيق ببروتينات TEP، قد لا يؤثر على البشر ولكنه يعمل كغراء قوي للديدان يربط الشعيرات بلحمها. ليس لديهم طريقة للخروج من حالة الأكل الحي.

قد يكون هذا التجربة مروعًا بالنسبة للنيماتودات المشاركة فيها، ولكنه كان اكتشافًا لفريق لين. لقد حددوا الآن مجموعة جديدة كاملة من الجينات التي تجعل فخاخ الفطر يعمل. يمكن مقارنة نتائجهم مع نشاط الجينات للفطر الآخر الممرض، بما في ذلك تلك التي تدمر المحاصيل، لذا قد يتأثر جيل محسن من مضادات الفطريات في يوم من الأيام بهذا الفيلم الرعب الدقيق.

المصدر: PLOS Biology، 2023. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002400

تعليقات القراء: 41

إليزابيث راين هي كائن يكتب. ظهرت أعمالها على SYFY WIRE و Space.com و Live Science و Grunge و Den of Geek و Forbidden Futures. تتربص خارج مدينة نيويورك مع ببغائها ليستات. عندما لا تكتب، إما أن تتحول شكلها أو ترسم أو تقمص شخصية لم يسمع بها أحد من قبل. تابعها على Threads و Instagram @quothravenrayne.

الإعلان

قناة Ars Technica

القصة السابقة | القصة التالية

قصص ذات صلة

اليوم في Ars

Source: https://arstechnica.com/science/2023/12/tracking-the-genes-that-turn-a-fungus-into-a-carnivore/