Sažetak: Nova studija otkriva da su stotine genetskih porodica kod gljiva iz reda Mucorales prošle konvergentnu evoluciju kako bi omogućile dimorfiju — prelaz između kvasca i micelijuma. Identifikovana su najmanje dva nova regulatorna gena bez kojih Mucor lusitanicus ne može da menja morfotip. Razumevanje ovih mehanizama otvara mogućnosti za ciljane antifungalne terapije protiv mucormikoze i za industrijske primene u fermentaciji i proizvodnji metabolita.
Naučnici otkrili gljivu koja menja oblik: koji geni kontrolišu prelaz između kvasca i micelijuma
This Organism Can Become Two Different Life FormsCHRISTOPH BURGSTEDT/SCIENCE PHOTO LIBRARY - Getty Images
Ukratko: Nove studije pokazuju da neke gljive iz reda Mucorales mogu da prelaze između jednćelijskog kvasca i višećelijskog micelijuma. Istraživači su otkrili stotine genetskih porodica koje su se konvergentno adaptirale za ovu dimorfiju i identifikovali najmanje dva ključna regulatorna gena neophodna za preobrazbu.
Šta je dimorfija i zašto je važna?
Dimorfija je sposobnost organizma da menja morfološki oblik — u ovom slučaju između kvasca (jednćelijski oblik) i micelijuma (višećelijski, sa hifama). Kod Mucorales gljiva, ova sposobnost je povezana sa promenom metabolizma i sposobnošću invazije tkiva, što ima direktne implikacije za oboljenja i industrijsku upotrebu.
Ključna otkrića
Istraživači su analizirali vrste iz reda Mucorales, uključujući Mucor lusitanicus, i otkrili da su »stotine« genetskih porodica prošle konvergentnu evoluciju — neovisno razvijene promene koje omogućavaju dimorfiju. Posebno su uočene prilagođene grupe paraloga (gena koji su nastali iz zajedničkog pretka) koje sinhronizovano regulišu prelaz između morfotipova.
Važno otkriće su najmanje dva do sada nepoznata regulatorna gena: mutantni sojevi M. lusitanicus bez tih gena nisu bili sposobni da pređu iz kvasnog u micelijalni oblik i obrnuto, što ukazuje da su ti regulatorni geni ključni za dimorfni proces.
„Genomi dimorfnih Mucorales prošli su značajnu adaptaciju ka procesu dimorfije, što se ogleda u jasnim razlikama između kvasnog i micelijalnog oblika i u mogućnosti reverzibilnih tranzicija između njih.“ — istraživači, Nature Communications
Kako okruženje utiče na oblik?
M. lusitanicus u anaerobnim uslovima koristi fermentativni metabolizam i opstaje kao kvasac (uspeva pri visokim koncentracijama CO2 i glukoze). U prisustvu kiseonika prelazi na oksidativni metabolizam i razvija micelijum sa hifama. Upravo ta fleksibilnost u metabolizmu i morfologiji omogućava gljivi da se prilagodi različitim staništima — ali i da postane invazivna u telu domaćina.
Medicinske i industrijske implikacije
U medicini: neke Mucorales vrste izazivaju mucormikozu, tešku i ponekad fatalnu infekciju, naročito kod imunokompromitovanih pacijenata (primatelji organa, osobe sa dijabetesom, leukemijom, limfomom). Patogene osobine micelijuma — rast hifa i invazivnost tkiva — čine ovu formu opasnijom. Otkriveni signalni putevi i regulatorni geni otvaraju mogućnost razvoja terapija koje bi primorale gljivu da ostane u manje invazivnom kvasnom obliku.
U industriji i farmaciji: kontrola dimorfije omogućava optimizaciju gljiva za specifične procese — npr. zadržavanje u kvasnom obliku za fermentaciju ili u micelijalnom za proizvodnju određenih metabolita, enzima i boja. Gljivični metaboliti su već važni u farmaciji (primer: antibiotici) i industriji, a ciljano modifikovanje morfologije može povećati prinos i sigurnost proizvodnje.
Zaključak
Otkrića o genetskoj osnovi dimorfije kod Mucorales predstavljaju važan korak ka razumevanju evolucije, fiziologije i patogenosti ovih gljiva. Identifikacija ključnih regulatornih gena i signalnih puteva otvara nove putove za razvoj ciljnih antifungalnih terapija i za primenu u biotehnologiji.
Napomena: Iako su rezultati obećavajući, primena u kliničkoj praksi i industriji zahteva dodatna istraživanja i testiranja.
Pomozite nam da budemo bolji.
