Nowe odkrycie: trujący grzyb rozmnaża się płciowo
Naukowcy z Irlandii i Wielkiej Brytanii odkryli, że trujący grzyb, Aspergillus fumigatus (Kropidlak popielaty), rozmnaża się płciowo. Wyniki stanowią olbrzymi przełom w rozpoznaniu tego patogenu, który powoduje zgon 50% zarażonych pacjentów z niedoborem odporności. Wyniki badań sfinansowane w części z unijnego grantu Marie Curie opublikowało czasopismo Nature. Obecność zarodników A. fumigatus jest powszechna w atmosferze. Pomimo tego, że każdy wchłania codziennie pewną ilość tych zarodników, zdrowy układ immunologiczny zazwyczaj usuwa je. Jednakże osłabiony układ immunologiczny może zostać łatwo pokonany przez tego wszechobecnego grzyba. A. fumigatus jest głównym powodem zgonu z powodu zakażenia wśród pacjentów chorych na białaczkę i po przeszczepie szpiku kostnego. Zarodniki są również wiązane z poważnymi przypadkami astmy i alergicznym zapaleniem zatok u ludzi oraz z grzybicą kamienną (mumifikacją) w koloniach pszczół miodnych. Grzyb pełniący ważną rolę w recyklingu składników pokarmowych w glebie został po raz pierwszy opisany 145 lat temu i od tego czasu pozostaje przedmiotem badań. Do czasu ostatniego odkrycia zaobserwowano jedynie rozmnażanie bezpłciowe. Rozmnażanie płciowe umożliwia organizmom różnicowanie i adaptację, co sprawia, że jest to wysoce pożądana cecha u pożytecznych grzybów. Odnalezienie genów płciowych u grzybów patogenicznych ma ogromne znaczenie dla opanowania zakażenia grzybiczego. Dr Paul Dyer z Uniwersytetu w Nottingham, w Wielkiej Brytanii, jest ekspertem od rozwoju płciowego i zmienności populacji grzybów. Odkrycie przynosi zarówno dobre jak i złe wieści, powiedział. "Złą wiadomością jest fakt, że Aspergillus fumigatus może się rozmnażać płciowo, co oznacza, że ma większe szanse na uodpornienie się na leki antygrzybicze w krótszym okresie, a zarodniki płciowe lepiej radzą sobie z przeżyciem w trudnych warunkach środowiskowych. Dobra wiadomość to możliwość wykorzystania nowoodkrytego cyklu płciowego jako cennego narzędzia w eksperymentach laboratoryjnych, aby spróbować dowiedzieć się, w jaki sposób grzyb wywołuje chorobę i reakcje astmatyczne." Dr Dyer i doktorantka Céline O'Gorman z University College w Dublinie, Irlandia, przeprowadzili kompleksową analizę genetyczną irlandzkiej populacji środowiskowej A. fumigatus złożonej z 91 różnych izolatów pobranych z 5 lokalizacji w Dublinie w ciągu 2005 r. Obserwowali płciowe struktury rozrodcze grzyba za pomocą mikroskopii optycznej i skanującej mikroskopii elektronowej, ustawiając próbki według wszystkich możliwych kombinacji typów kojarzeniowych. Sparowane grzyby były inkubowane w ciemności. Naukowcy zauważyli, że zaszło rozmnażanie heterotalliczne. To oznacza, że rozmnażanie płciowe zachodzi, kiedy izolaty są uzupełniającymi się typami kojarzeniowymi. Poprzednie starania mające na celu wywołanie rozmnażania płciowego A. fumigatus mogły kończyć się niedowidzeniem, ponieważ warunki środowiskowe potrzebne do wywołania reakcji seksualnej mogą być bardzo specyficzne - czytamy w raporcie z badań. W naturalnym środowisku proces zachodzi najprawdopodobniej w pryzmach kompostowych, niemniej nikt nie badał grzyba w takich warunkach - wyjaśniła CORDIS News pani O'Gorman. W tym badaniu naukowcy wyhodowali grzyba w wysokiej temperaturze z wykorzystaniem pożywki agarowej domowej roboty (z mąki owsianej). Ponadto próbki były hodowane przez pełne sześć miesięcy, czyli znacznie dłużej niż we wcześniejszych badaniach. O'Gorman wysunęła tezę, że połączenie powyższych czynników mogło posłużyć za imitację warunków pryzmy kompostowej. Genetyczna analiza A. fumigatus również dostarczyła cennych informacji. "Kiedy zrozumiemy genetyczne podstawy choroby, będziemy mogli zająć się obmyślaniem metod opanowania i pokonania grzyba" - powiedział dr Dyer. "Odkrycie cyklu seksualnego A. fumigatus dostarcza informacji w dziedzinie biologii i ewolucji gatunków" - czytamy w podsumowaniu raportu z badań. Ułatwia wyjaśnienie, dlaczego istnieje tak wiele odmian grzybów (których nie byłoby gdyby rozmnażały się klonalnie) i dlaczego mają geny płciowe. Pozwala również wyjaśnić aspekty ewolucji genomu A. fumigatus oraz zdolność zarodników do przetrwania nawet w niekorzystnych warunkach środowiskowych. Wyniki rzucają nowe światło na biologię tych ważnych pod względem medycznym gatunków grzybów oraz na ich odporność na leki przeciwgrzybicze. Wyniki badania przyczynią się miejmy nadzieję do udoskonalenia terapii i odkrycia nowych sposobów opanowywania zakażeń wywoływanych przez A. fumigatus.
Kraje
Irlandia, Zjednoczone Królestwo