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真菌中的Cuing环境响应

2018-12-29 10:56:45 • 来源：

真菌可以感知环境信号并相应地做出反应，改变它们的发育，生长方向和新陈代谢。感官知觉是适应不断变化的条件的核心，有助于真菌改善生长和回收有机废物，并知道何时以及如何感染植物或动物宿主。基于对两种基因组序列进行特征分析然后进行比较分析的新结果发表于2016年5月26日的“ 当代生物学 ”杂志，揭示了真菌感官知觉的演变。

真菌中的Cuing环境响应

在这项研究中，研究人员对Mucoromycotina基因组进行了测序和注释，特别是Phycomyces blakesleeanus及其相对的Mucor circinelloides。这项工作由美国能源部联合基因组研究所(DOE JGI)的研究人员领导，该研究所是DOE科学用户设施办公室。与来自13个国家的31个研究中心和大学的科学家合作，并由西班牙塞维利亚大学的科学家协调。捕获真菌的基因组变异使研究人员能够为将其基因组潜力转化为实际应用奠定基础。例如，了解感知这些环境线索的机制可以提供关于一些真菌如何改变其生长模式以充当病原体而不是良性生物的见解。

了解真菌代谢

“对基因真菌如Mucoromycotina知之甚少，基因组学可能是了解其新陈代谢的最有效方法，”该项目的DOE JGI真菌基因组计划负责人Igor Grigoriev表示，该计划是2006年社区科学计划项目的一部分。。“这种门的许多成员对环境信号表现出非常高的敏感性，当被理解时，它们可用于对这些代谢过程中的一些进行自然控制。例如，在毛霉(Mucor circinelloides)中积累脂质的高容量 可能具有生物燃料应用。“

研究小组发现，这两个物种都经历过全基因组重复，这在真菌中很少见。基因组重复导致基因家族的扩展和专门基因的发展，提供新的蛋白质，使这些真菌能够改善他们从环境中感知信号的方式，以调节其生长和发育。

感官知觉的演变

一个多世纪以来，生物学家对P. blakesleeanus的孢子囊细胞的精细调节感觉反应非常着迷。孢子囊是一个长而快速生长的巨细胞，具有许多核，可响应光，重力，触觉，甚至仅仅是附近物体的存在。这些“孢子携带者”是特殊的气生菌丝，它在空气中生长几厘米并分散在其尖端形成的孢子。P blakesleeanus近似于人眼对夜间恒星昏暗光线的敏感度，以及在明亮的阳光下中午的光泽。

“ Phycomyces blakesleeanus最为人所知，因为它是由诺贝尔奖获得者MaxDelbrück研究的，他认识到它作为感官知觉研究模型生物的潜力，”塞维利亚大学研究员Luis Corrochano说，该研究的第一作者和该项目的协调人。“Delbrück被来自P. blakesleeanus的子实体的优雅简洁所吸引，它可以通过改变生长方向对来自环境的光和其他信号做出反应，包括重力，风和相邻物体。”研究人员恰当地说。这项研究致力于德尔布吕克的记忆。

毛霉(Mucor circinelloides)是一种相关的真菌，具有相似的环境反应，有时也可作为人类病原体。Phycomyces和 Mucor的基因组序列提供证据表明，古老的基因组重复产生了新的基因，以扩展信号转导途径，并改善感知这组真菌中的光和其他信号的机制。例如，研究小组发现，光照对不同真菌组织的基因调控产生了巨大的变化，并假设对光的精细反应是基因重复和全基因组复制后的专业化的结果。这些结果促进了解基因组动力学在感觉知觉进化中的作用，反过来，这可以提供导致基因和途径的途径，用于理解真菌适应和加速生物质的生物能分解。

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