Apa yang mengubah pemulung jamur menjadi pembunuh?

Beberapa monster paling menakutkan berukuran mikroskopis. Jamur karnivora Oligospora Arthrobotrys Kelihatannya tidak banyak saat memakan kayu yang membusuk. Namun ketika ia merasakan kehadiran cacing hidup, ia akan mengelilingi korbannya dan memakannya hidup-hidup – yang merupakan bahan bakar mimpi buruk.

Hingga saat ini, masih sedikit yang diketahui tentang bagaimana serangan jamur mematikan itu terjadi pada tingkat molekuler. Para peneliti dari Academia Sinica di Taiwan akhirnya menemukan bagaimana aktivitas gen jamur berubah ketika nematoda merayap terlalu dekat… A. Oligosporidium. Tim peneliti, yang dipimpin oleh ahli biologi molekuler Hong-Chi Lin, menemukan bahwa jamur memproduksi sejenis perekat untuk cacing dan protein tambahan yang menjebak untuk mendapatkan makanannya. Kemudian menghasilkan enzim yang memecah cacing sehingga bisa mulai makan.

Mereka jatuh ke dalam perangkap

A. oligospora Ia hidup di dalam tanah dan sebagian besar bersifat saprofit, artinya ia memakan bahan organik yang membusuk. Namun hal ini dapat dengan cepat berubah jika ia mendapati dirinya kekurangan nutrisi atau merasakan kehadiran nematoda yang menggoda di dekatnya. Ini adalah saat ia masuk ke mode karnivora.

Lin dan rekan-rekannya ingin melihat apa yang terjadi ketika jamur yang rendah nutrisi itu dimasukkan ke dalam nematoda. Infeksi Caenorhabditis elegans. Jamur tersebut menunjukkan peningkatan replikasi DNA yang signifikan ketika merasakan cacing tersebut. Hal ini mengakibatkan sel-sel perangkap mengandung salinan genom tambahan. Sel perangkap ditemukan di hifa, atau hifa jamur, dan menghasilkan perekat cacing khusus yang memungkinkan hifa tersebut menempel pada cacing setelah terperangkap dalam perangkap.

Tindakan genetik yang mungkin paling penting dalam membantu jamur membuat perangkap hifa adalah… Biogenesis ribosom, memungkinkan peningkatan produksi protein. Ribosom adalah tempat pembuatan protein, sehingga biogenesisnya (secara harfiah menciptakan lebih banyak ribosom) mengontrol pertumbuhan sel dan juga menentukan jumlah protein yang dibuat.

Para peneliti juga mengidentifikasi kelompok protein baru, yang sekarang dikenal sebagai protein pengayaan perangkap (TEPs), yang merupakan protein yang paling umum diproduksi oleh sel perangkap jamur. Ini tampaknya berkontribusi pada fungsi perangkap daripada pembentukan.

“Mengingat lokalisasi protein TEP pada permukaan sel perangkap, kami berhipotesis bahwa TEP mungkin penting untuk fungsi perangkap,” kata mereka dalam sebuah penelitian. diam Baru-baru ini diterbitkan di PLoS Biology. “tambahan C. elegans…menyebabkan penangkapan mereka segera.”

Karena jamur berusaha lebih keras untuk membuat perangkap dan membentuk perekat bagi cacing, maka aktivitas yang sebenarnya tidak terlibat dalam proses tersebut tidak diprioritaskan. Segmen DNA yang biasanya membantu A. Oligosporidium Pencernaan benda mati mengalami penurunan regulasi, yang berarti berkurangnya aktivitas gen di kompartemen ini sebagai respons terhadap jamur yang mendeteksi cacing tersebut. Saat cacing itu mendekat A. oligosporidium, Jamur menunjukkan regulasi gen yang menghasilkan protease, atau enzim yang memecah protein.

Saya tidak bisa keluar

Gen tambahan lainnya tidak melihat perubahan aktivitas sampai cacing tersebut benar-benar ditangkap. Sekali C. elegans Saya jatuh ke dalam perangkap itu A. Oligosporidium Dengan jaringan benang yang lengket, tim mengamati peningkatan produksi protein yang melemahkan mangsanya. Protein-protein ini mampu memanipulasi sel-sel mangsanya sehingga sel-sel tersebut berfungsi secara berbeda, sehingga berpotensi memberikan jalan bagi patogen untuk masuk dan mengambil alih. Jamur kemudian menggunakan protease untuk mencerna nematoda yang tersangkut di benangnya.

A. Oligosporidium Ini berisi lebih dari 400 gen yang mengkode protein yang mengontrol interaksinya dengan organisme lain. Ketika masuknya nematoda mengubah jamur menjadi karnivora, lebih dari separuh organisme mulai berperilaku berbeda. Protein-protein ini melemah C. elegans Melalui berbagai mekanisme. Misalnya, beberapa di antaranya resisten terhadap peptida antimikroba yang dihasilkan oleh nematoda.

Perekat yang dibuat oleh jamur tersebut kini dianggap berkaitan erat dengan protein TEP, dan mungkin tidak berpengaruh pada manusia tetapi merupakan lem super untuk cacing yang menempelkan hifa jamur pada dagingnya. Cacing-cacing itu tidak bisa lepas dari memakannya hidup-hidup.

Pengalaman ini mungkin mengerikan bagi nematoda yang terlibat, namun ini merupakan terobosan besar bagi tim Lin. Mereka kini telah mengidentifikasi serangkaian gen baru yang menjalankan fungsi perangkap jamur. Temuan mereka dengan A. Oligosporidium Hal ini dapat dibandingkan dengan aktivitas genetik jamur patogen lainnya, termasuk jamur yang merusak tanaman, sehingga generasi antijamur yang lebih baik suatu hari nanti mungkin akan terpengaruh oleh film horor mikroskopis ini.

Biologi PLOS, 2023. DOI: 10.1371/jurnal.pbio.3002400