Грибы могут регулировать скорость мутирования своих клеток
Личная грибница опят может занимать территорию в десятки гектаров, весить около 100 тысячь киллограм и существовать тысячи лет
Грибы толстоногие опята (Armillaria gallica), прекрасно узнаваемые среди кулинаров и грибников, прославились еще больше по окончании выхода в первой половине 90-ых годов двадцатого века в издании Nature статьи The fungus Armillaria bulbosa is among the largest and oldest living organisms (A. gallica, A. bulbosa, A. lutea — синонимы). Тогда удалось доказать, что личный организм опенка толстоногого возможно воистину огромным и только долгоживущим, аналогичным по этим показателям с признанными живыми колоссами планеты — секвойями и синими китами (кит весит 150 тысячь киллограм и больше, а огромная секвойя может дожить до 3500 лет).
Посредством методики для определения границ личного организма, использованной авторами публикации в Nature, эксперты-микологи начали поиски еще более больших грибных представителей. И такие вправду пребывали.
В частности, для гриба Armillaria ostoyae указывались размеры в 37 га, а также практически в 900 га, а длительность судьбы оценивалась в 2400 лет. Эта гонка за самым громадным грибом стала называться «грибная война».
Вероятнее, грибы часто дорастают до такого возраста и таких размеров — эти факты и в действительности поразительны, но цифры не воображают интереса для экспертов. Неприятность для них в другом: как самый надежно выяснить границы личного гриба, как отличить внутривидовую изменчивость от изменчивости в одного организма.
Так как «опенок» (в действительности грибники собирают пара родных видов) — это не весь личный организм, а только одно из бесчисленных его плодовых тел, дающих гаплоидные споры.
Спустя более 20 лет по окончании начала «грибной войны» один из авторов первой статьи в Nature Джеймс Андерсон (James Anderson) из Торонтского университета со своим сотрудником Стефаном Катоной (Stefan Catona) представил новые результаты изучения толстоногого опенка. Канадские микологи внесли предложение красивую по собственной задумке работу: картировать мутации личного организма гриба на громадной площади.
Распространяясь по площади от одного трухлявого ствола к второму, грибной мицелий делится, вытягивается, организуется в толстые корнеподобные нити — ризоморфы. На протяжении ризоморф в местах слияния двух родительских ядер формируются плодовые тела, создающие гаплоидные споры.
В случае если в клетке мицелия на том либо другом участке пути происходит мутация, то дочерние клетки, расположенные дальше по нити, окажутся поменянными. Эта мутация может по мере роста элиминироваться; либо же клетка может от нее избавиться, исправив неточность по шаблону парного немутантного аллеля.
Так как гриб живет весьма долго (тысячи лет) и распространяется в целом в двумерном пространстве, то карта мутаций продемонстрирует временную развертку этих эволюционных процессов.
Ученые собрали материал на острове Экс (Exe Island) на озере Ридо в провинции Онтарио, Канада. Данный остров имеет площадь 1,2 га, и, как выяснилось, на всем острове живут всего две грибницы Armillaria gallica.
Одна, громадная, занимает всю площадь острова, а вторая, мельче, расположена на маленькой территории. Выбрав для изучения громадную грибницу, ученые забрали пробы из различных участков мицелия и выяснили нуклеотидные замены (SNP) на нескольких фрагментах грибного генома.
Мутации в этом грибе, если судить по их пространственному распределению, появляются, но не распространяются вширь, а ограничиваются относительно маленькой территорией. Они образуют что-то наподобие «островков»; действительно, очертания этих «островков» смогут быть удлиненными, свидетельствуя о хронологической протяженности распространения мутаций.
Для одной из мутаций удалось распознать сперва ее появление, а после этого переход из гетерозиготного состояния «мутантный + обычный аллель» к гомозиготному состоянию — два обычных аллеля. Иными словами, мутантный аллель был трансформирован в обычный, и после этого уже в клетках находился лишь он.
Во всем оказалось, что на протяжении границы роста мицелия происходит довольно мало мутаций, и все они — в «тылу» мицелия, а не на передовой. Гриб каким-то образом даёт предупреждение вероятные соматические мутации, не допуская разрастания мутантных «раковых» клеток.
Обстоятельства этого явления еще лишь предстоит выяснить, обсуждаемая работа только устанавливает само явление.
Ученые прикинули скорости роста мицелия совместно со скоростью мутирования. Не обращая внимания на то что способы оценки приводят к известным сомнениям, а сами значения более чем приблизительные, к ним все же стоит присмотреться.
И скорость увеличения мицелия, и скорости мутирования оказались на порядки ниже, чем у других грибов. Ученые предполагают, что это возможно неспециализированным свойством любых крупноразмерных долгожителей, таких как киты и гигантские деревья.
Так, у деревьев-долгожителей низкие и скорость деления клеток, и скорость мутирования. Если бы у аналогичных организмов не было бы совокупностей ограничения скорости деления клеток и мутирования, то они бы скоро старели и умирали от раковых опухолей.
На деле этого не происходит. Но в случае если на китах ставить опыты нереально, то грибы — красивые объекты для этого.
Толстоногие опята Armillaria gallica были полезными грибами не только для кулинарии, но и для науки. С их помощью ученые исследуют механизмы генетической стабильности организмов (en.wikipedia.org / elementy.ru)
Остров Экс (тёмной линией обозначена береговая линия острова), на котором продемонстрировано распространение мицелиев двух грибниц (серый контуры и красный). На одной из них разнымицветными кружками отмечены сходные мутации (рисунок из обсуждаемой статьи в Mycologia / elementy.ru)
Источник: J.B. Anderson, S. Catona. Genomewide mutation dynamic within a long-lived individual of Armillaria gallica — Mycologia. 2014 / Е. Наймарк elementy.ru
На заставке фото с сайта www.actafungorum.org
