Смертоносні грибки захищаються від ліків статевим розмноженням

статеве розмноження забезпечує генетичну різноманітність: клітини матері і батька віддають частину свого ДНК, щоб забезпечити формування нової особини. Це перемішування генетичного коду дозволяє потомству бути унікальним, запобігає шкідливі мутації, накопичені в генах батьків.

Нове дослідження показало, що смертельні види грибка знайшли спосіб робити різноманітне потомство від одних і тих же і, більш того, ідентичних батьків, що, можливо, дозволяє їм розвинути лікарську стійкість.

"Наші висновки повністю перевернули звичне уявлення про статеві функції, - коментує мікрогенетік Джозеф Хейтман ( Joseph Heitman ) З університету Дьюка. - Ці гриби використовують статеве розмноження не тільки для того, щоб змішувати вже наявні набори генів, але і для створення генетичного різноманіття з нуля ".

Вчені розглянули грибок виду Cryptococcus neoformans , Який викликає у людей з ослабленим імунітетом Криптококовий пневмонію і менінгоенцефаліт . Цей грибок вбиває близько 600 тисяч чоловік щорічно, що становить приблизно третину всіх смертей, викликаних СНІДом.

Здатність грибка ставати лікарсько-стійким вже давно є головоломкою для вчених. Адже у C. neoformans відсутні відмінності між окремими клітинами. Грибок існує в двох різних "типах спарювання", що аналогічно відмінності підлог у тварин.

Але більшість клітин, виявлених в природі, належать лише до одного типу спарювання. У попередніх дослідженнях, Хейтман і його колеги довели, що іноді відбувається "одностатеве" спарювання, але при цьому батьки мають ідентичні гени. Грибок також може розмножуватися безстатевим шляхом , Виробляючи нову одиницю (по суті, копію себе). Тому вчені задалися питанням: навіщо взагалі спаровуватися, якщо немає ніякої суміші генів, з якої міг би з'явитися по-справжньому новий організм?

Але лабораторні дослідження дали деякі підказки. Дослідники виростили дві культури грибків, дозволивши одній з них розмножуватися безстатевим способом, а інший - статевим. Потім вони порівняли отримані спори один з одним і з їх "батьками".

Виявилося, що в ході безстатевого розмноження грибки утворюють генетичні копії один одного і своїх предків, в той час як в деяких випадках при статевому схрещуванні виходять особини з іншою кількістю хромосом. Подібне явище називається анеуплоїдій і вважається шкідливим для організму. У людини, наприклад, воно викликає синдром Дауна і сприяє розвитку деяких форм раку. Але, як з'ясували вчені, в разі грибків це часом призводить до появи стійкості до лікарських препаратів.

Хоча анеуплоїдія не вносить в код нові генетичні послідовності, вона призводить до появи ще одного генетично особливого виду, в якому додаткові гени виробляють додаткові білки. В результаті виростає організм, абсолютно не схожий на своїх батьків.

В цілому, близько 7% потомства, виробленого статевим шляхом, інакше реагують на температурні впливи і ліки. У них також є і інші примхи: наприклад, збільшене виробництво пігменту меланіну, відомого фактора вірулентності . Дві третини з цих нетрадиційних клітин містять додаткову хромосому, що обумовлює лікарську стійкість і довголіття.

На думку вчених, лікування для таких складних форм грибків ще тільки належить розробити. До того ж, даний механізм може лежати в основі деяких інфекцій, що викликаються паразитами.

Про незвичайний спосіб отримання стійкості до протигрибкових препаратів дослідники розповіли в статті, опублікованій в виданні PLoS Biology .

Також по темі:
Вивчено генетика невиліковних форм туберкульозу
Вчені працюють над створенням синтетичних дріжджів
Складена карта розташування грибків на людському тілі
Вчені вперше створили бактерію-Франкенштейна
Що робити, якщо грибок повернувся?