Существа, способные менять форму, — часть научной фантастики. Однако в природе такие явления не редкость. Например, диморфные грибы, представители порядка Mucorales, могут жить в виде дрожжей (крошечных одноклеточных организмов) или в виде мицелия (многоклеточных разветвленных нитей). Они меняют форму под воздействием внешних факторов, таких как уровень кислорода и глюкозы. Ученые из Университета Мурсии (Испания) задались целью понять, как один и тот же геном может кодировать столь разные формы и управлять их переключением.
В рамках исследования они культивировали гриб Mucor lusitanicus. Для получения мицелиальной формы гриб выращивали в условиях, богатых кислородом, а для индукции дрожжевой формы — в среде с низким содержанием кислорода и высоким содержанием углекислого газа. После того как гриб успешно изменил свою форму, исследователи собрали образцы и проанализировали РНК, чтобы определить, какие гены активны в каждой из форм.
Главные «переключатели» формы
Результаты показали, что гриб не просто использует одни и те же гены для обеих форм, а задействует паралоги — тесно связанные гены, возникшие в результате дублирования и имеющие общего предка. Было выявлено 490 таких диморфных семейств генов. Особый интерес представляли два родственных гена, расположенные рядом и имеющие общий двунаправленный промотор. Эти промоторы, по сути, действуют как переключатели, позволяя легко включать один ген и выключать другой, избегая смешивания их функций.
Дальнейшие эксперименты показали, что два главных регуляторных гена (dkl и dfl) играют главную роль в этом процессе. Когда ученые удалили эти гены, гриб потерял способность контролировать свои морфологические переключения и, следовательно, утратил возможность менять форму.
Это исследование открывает новые перспективы, особенно в области разработки противогрибковых препаратов. Понимание того, как гриб переходит в свою агрессивную мицелиальную форму, дает четкую цель для создания препаратов, способных блокировать эту трансформацию и тем самым предотвращать распространение грибковых инфекций.
В научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят изучение карантинных и особо опасных видов грибов. Разработанные в рамках научных исследований методические рекомендации по выявлению и идентификации вредных организмов используют аккредитованные лаборатории Россельхознадзора при карантинных фитосанитарных исследованиях.
Источник: Ghizlane Tahiri et al, Coordinated gene family evolution shapes the genome of dimorphic Mucorales, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-68866-7