Как объяснить, что один и тот же смертельный токсин присутствует в грибах с очень разными генетическими характеристиками? Исследователи раскрывают тайны переноса генов между видами, обитающими в одной и той же почве.
Колония ложных опят на стволе гигантского дерева в провинциальном парке "Золотые уши", Британская Колумбия, Канада
Ежегодно тысяча человек в России становятся жертвами интоксикации, связанной с употреблением грибов: в среднем тридцать человек серьезно страдают, а трое умирают. Вот почему понимание того, откуда берутся эти токсины, является проблемой общественного здравоохранения.
Совсем недавно Французско-китайская команда ученых приоткрыла завесу над происхождением аманитина, вещества, которое нарушает работу почек и печени у людей. Аманитин признан смертельным токсином. Но удивительно то, что он присутствует и в Бледной поганке, и в Галерине окаймлённой, и в Гребенчатом зонтике - трех распространенных в наших лесах грибах, которые генетически очень отличаются друг от друга.
Авторы статьи, опубликованной в этом году в журнале PNAS, сравнили геномы 15 токсичных грибов, чтобы определить гены, ответственные за производство различных форм аманитина, и охарактеризовать ферментативную активность, контролируемую этими генами. Эта работа длилась почти десять лет, но дала многообещающие результаты: были идентифицированы четыре гена, которые оказались идентичными у всех видов, приводящих к летальным исходам.
Степень токсичности, которая объясняет, например, почему бледная поганка гораздо опаснее других представителей своего рода, связана с количеством копий этих генов. Они присутствуют в десятках экземпляров в этом грибе. Чем больше копий, тем многочисленнее и опаснее вырабатываемый токсин, по принципу токсикологии "доза делает яд".
Как получилось, что такие разные виды грибов все несут гены, кодирующие путь биосинтеза аманитина?
Обычный эволюционный сценарий заставляет нас поверить, что все они произошли от общего предка. В данном случае это невозможно, поскольку расхождения в эволюционной истории этих видов слишком велики. Поэтому авторы выдвинули другую гипотезу: горизонтальный перенос всех этих генов между грибами, делящими лесной покров. Другими словами, вырастая рядом друг с другом, виды обменивались генами и передавали их своим потомкам.
Гипотеза заключается в том, что 40 миллионов лет назад гриб, который сейчас исчез, передал эти гены своим соседям с помощью вирусов, транспозонов или бактерий. Грибы переняли их и передавали из поколения в поколение до сегодняшнего дня, что говорит о том, что они дали им эволюционное преимущество. И что это было за преимущество? Логично, что это отпугивает тех, кто хотел бы ими полакомиться.
Кругозор
Установлено происхождение токсичности грибов
Как объяснить, что один и тот же смертельный токсин присутствует в грибах с очень разными генетическими характеристиками? Исследователи раскрывают тайны переноса генов между видами, обитающими в одной и той же почве.
Совсем недавно Французско-китайская команда ученых приоткрыла завесу над происхождением аманитина, вещества, которое нарушает работу почек и печени у людей. Аманитин признан смертельным токсином. Но удивительно то, что он присутствует и в Бледной поганке, и в Галерине окаймлённой, и в Гребенчатом зонтике - трех распространенных в наших лесах грибах, которые генетически очень отличаются друг от друга.
Авторы статьи, опубликованной в этом году в журнале PNAS, сравнили геномы 15 токсичных грибов, чтобы определить гены, ответственные за производство различных форм аманитина, и охарактеризовать ферментативную активность, контролируемую этими генами. Эта работа длилась почти десять лет, но дала многообещающие результаты: были идентифицированы четыре гена, которые оказались идентичными у всех видов, приводящих к летальным исходам.
Степень токсичности, которая объясняет, например, почему бледная поганка гораздо опаснее других представителей своего рода, связана с количеством копий этих генов. Они присутствуют в десятках экземпляров в этом грибе. Чем больше копий, тем многочисленнее и опаснее вырабатываемый токсин, по принципу токсикологии "доза делает яд".
Как получилось, что такие разные виды грибов все несут гены, кодирующие путь биосинтеза аманитина?
Обычный эволюционный сценарий заставляет нас поверить, что все они произошли от общего предка. В данном случае это невозможно, поскольку расхождения в эволюционной истории этих видов слишком велики. Поэтому авторы выдвинули другую гипотезу: горизонтальный перенос всех этих генов между грибами, делящими лесной покров. Другими словами, вырастая рядом друг с другом, виды обменивались генами и передавали их своим потомкам.
Гипотеза заключается в том, что 40 миллионов лет назад гриб, который сейчас исчез, передал эти гены своим соседям с помощью вирусов, транспозонов или бактерий. Грибы переняли их и передавали из поколения в поколение до сегодняшнего дня, что говорит о том, что они дали им эволюционное преимущество. И что это было за преимущество? Логично, что это отпугивает тех, кто хотел бы ими полакомиться.