科学家发现了将和平真菌变成肉食性杀手的基因

一种常见的、广泛分布的真菌，此刻可能隐藏在你的花园土壤中，当它太饿时，它能够变成一个强大的捕食者。

科学家们已经知道Arthrobotrys oligospora 寡孢子虫至少从 1980 年代开始，但他们仍在弄清楚这种原本平静的真菌是如何变成蠕虫最糟糕的噩梦的。

现在，由台北中央研究院的分子生物学家Hung-Che Lin领导的来自台湾和美国的研究小组已经解开了这种真菌用来诱捕和食用猎物的一些策略。

通常寡孢子虫在已经死亡的有机物上生存。但是，当氮供应变得稀缺时，它就会做它必须生存的事情。

这种真菌只是在必要时可以诱捕和杀死猎物的几种真菌之一。

“根据真菌种类，形成不同的诱捕装置，包括粘性网，柱子，旋钮，非收缩环和收缩环，”作者写.

捕食者模式只有在真菌感应到时才会完全激活蛔虫就在附近。

此前，林书豪所在的团队确定特定的基因通路这给了寡孢子虫它“闻到”蠕虫信息素的能力。这项新研究追踪了随后的分子狂热。

他们发现，一旦真菌检测到猎物，DNA复制和核糖体的产生就会增加，在这种情况下，这有点像微生物等同于研究和收集设备以准备狩猎。

在下一阶段，研究人员发现参与构建和操作蠕虫陷阱的基因活性增加。

“在所有采样的时间点中，我们在暴露后 10 小时观察到最大的差异表达（上调和下调），这对应于真菌和线虫细胞之间强烈的陷阱形成和粘附的时期，”他们写道。

他们在陷阱表面发现了一类新的蛋白质，他们称之为陷阱富集蛋白（TEP），发现这些蛋白质对陷阱对线虫的粘附至关重要。

在这种蛋白质失活的真菌中，只有10%的线虫在10分钟后被捕获 - 这大大低于实验期间测量的完整陷阱的100%的命中率。

另一种已知的蛋白质参与这个阶段的突触融合蛋白，参与运输“蠕虫粘合剂”——一种从陷阱中渗出的天然“胶水”，使其太粘，猎物无法自由摆动.当这种蛋白质从真菌中删除时，70%的线虫能够逃脱突变陷阱，而野生型真菌几乎没有失误。

一旦真菌捕获猎物，它就会穿透蠕虫的身体并使用称为菌丝的细丝消化它。这种菌丝网络不像我们那样通过咀嚼和吞咽来进食，而是从内部填充蠕虫，分解并吸收营养物质，以便运输到需要它们的地方。

在这个阶段，研究人员发现编码蛋白酶的基因活性激增。蛋白酶对消化至关重要——在人类中，它们在胃、胰腺和小肠中产生。蛋白酶相关基因活性的激增寡孢杆菌的成功的陷阱表明真菌正在利用这些酶来帮助消化猎物。

为了了解蛋白酶在消化线虫中的作用，研究人员给一些真菌服用了一种蛋白酶抑制混合物。线虫暴露12小时后，很明显蛋白酶确实发挥了重要作用，特别是在蠕虫消化的速度和效率方面，对于那些服用鸡尾酒的人来说，这要少得多。

另一项实验测试了删除某些蛋白酶基因的影响——突变真菌仍然能够捕获和消化猎物，但菌丝在蠕虫尸体上定植的方式存在一些小缺陷。

“我们全面的转录组学和功能分析强调了增加的DNA复制、翻译和分泌在陷阱开发和疗效中的作用，”作者解释说。

“这些结果进一步加深了我们对真菌食肉动物所需关键过程的理解。

该研究发表在PLOS生物学。

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