Гриби-довгожителі – це останні організми, які потрапили під мікроскоп у пошуках нового розуміння того, чому вони не накопичують мутацій, що обмежують життя, зважаючи на їхній вік.
Дослідники з Вагенінгенського університету в Нідерландах поставили собі за мету порівняти “особливості” багатоклітинного росту нитчастих грибів. В результаті вони отримали нову гіпотезу, яка пояснює, як певні види грибів стримують мутації, що накопичуються в їхніх ниткоподібних міцеліях – коренеподібних структурах грибкових колоній, що нагадують коріння.
Нитки грибоподібних грибів проводять більшу частину свого довгого життя з двома окремими ядрами, кожне з яких містить половину повного набору хромосом. Лише в зябрах грибів за мить до утворення спор обидва гаплоїдні ядра зливаються в короткий союз для нестатевого розмноження.
Мутації в обох ядрах позбавляють уражену грибницю здатності з’єднувати свої нитки з іншими, змушуючи інші грибниці платити за це при утворенні спор. З часом мутована грибниця домінуватиме над грибом, зменшуючи його здатність утворювати спори взагалі.
Вперше виявлені у швидкозростаючій цвілі Neurospora crassa у 2016 році, мутовані ядра отримали назву “обманщики” за те, що мутовані міцелії не можуть розпочати нестатеве злиття зі своїми власними нитками для утворення спор, але можуть перейматися від інших повноцінно функціонуючих міцеліїв, з якими вони можуть зіткнутися.
Ця біологічна напруга між окремими клітинами і цілими організмами перегукується з раком в інших організмах, коли мутантні клітини, одержимі реплікацією, ростуть так швидко, що завдають шкоди тварині, в якій вони виникли, іноді смертельної.
“Оскільки ці [грибкові] мутації відбираються всередині міцелію, але знижують життєздатність міцелію в цілому, можна вважати їх свого роду “раком ядра”, – пояснює еволюційний біолог і провідний автор дослідження Дуур Аанен з Вагенінгенського університету.
Аанен та його колеги порівняли швидкозростаючі цвілеві гриби та міцелій грибів-довгожителів, які можуть жити сотні років. Вони припускають, що останні використовують особливий тип поділу клітин під назвою “затискне з’єднання” для захисту від егоїстичних мутантів, що дозволяє їм жити довго, не накопичуючи занадто багато генетичних дефектів.
У цій формі клітинного поділу одне з гаплоїдних ядер нитки поміщають у відсік, поки клітина не зможе перевірити його якість – і тоді стане можливим злиття ниток.
“Обидва ядра безперервно тестують одне одного на здатність до злиття – тест, який ядра з мутаціями в генах злиття провалюють, – пояснює Аанен. “Якщо клітина не може злитися, це означає глухий кут для клітини, а отже, кінець її ядра”.
У людей та інших тварин рак розвивається після того, як організм накопичує достатню кількість генетичних помилок, щоб запустити нестримний поділ клітин. Дивлячись на те, як ці помилки накопичуються з часом, можна подумати, що істоти з довгою тривалістю життя або великими тілами розвивають більше пухлин.
Але слони і кити не піддаються цьому міркуванню, застосовуючи молекулярні хитрощі для відновлення пошкодженої ДНК, стримування клітинного поділу і придушення раку.
Ці еволюційні рішення “парадоксу Пето”, як його називають, становлять неабиякий інтерес для науковців – і для всіх, хто хотів би запобігти раку.
Хоча в цьому новому дослідженні є певні паралелі, гриби – дивні істоти, що складають зовсім інше царство життя, ніж ми, тварини. Тож ймовірність того, що вчені знайдуть у грибах клітинні механізми, здатні боротися з раком, які можуть бути корисними для людей, може бути меншою.
Проте ми все ще можемо цінувати безліч способів, якими еволюція обдарувала організми інструментами для підтримки життя, особливо тоді, коли воно намагається зашкодити самому собі.
Шах і мат, грибковий рак.
