Необходима соль: уроки толерантности от грибка Мертвого моря

Некоторые организмы процветают в соленой среде, бездействуя при очень высоких концентрациях соли. Другим организмам для роста нужна соль. Чтобы узнать, какую стратегию выживания использует мицелиальный гриб Eurotium rubrum, группа исследователей во главе с Эвиатаром Нево из Хайфского университета в Израиле, Игорем Григорьевым из Объединенного института генома Министерства энергетики США (DOE JGI) и Герхардом Рамбольдом из Университета Байройт, Германия, и их коллеги изучали его геном. Они описали свои выводы в выпуске Nature Communications от 9 мая 2014 года.

«Понимание долговременной адаптации клеток и организмов к высокой засоленности имеет большое значение в мире с растущим опустыниванием и засолением», — написала команда. «Наблюдаемые функциональные и структурные адаптации дают новое понимание механизмов, которые помогают организмам выживать в таких экстремальных условиях окружающей среды, но также указывают на новые цели, такие как биотехнологическое улучшение устойчивости сельскохозяйственных культур к соли». В принципе, это открытие может революционизировать засоленное сельское хозяйство во всем мире, заложив фундамент для понимания, необходимого для надлежащего использования генов устойчивости к соли и генных сетей в сельскохозяйственных культурах, чтобы они могли расти в пустынях и засоленных средах.Команда DOE JGI сначала секвенировала, собрала и аннотировала 26,2-миллионный геном E. rubrum. Команда обнаружила, что геном содержит чуть более 10 000 предсказанных генов.

Они также обнаружили, что белки E. rubrum имеют более высокие уровни аминокислот аспарагиновой и глутаминовой кислот, чем ожидалось. Когда команда сравнила семейства генов E. rubrum с генами двух других галофильных видов (Wallemia ichthyophaga и Hortaea werneckii), они обнаружили, что высокие кислотные остатки были характерны для всех трех видов, что является общей чертой всех солеустойчивых микробов.Чтобы узнать больше о толерантности гриба к соли, Тами Кис Папо из Хайфского университета выращивал образцы в жидких и твердых средах при солености от нуля до 90 процентов воды Мертвого моря.

Исследователи обнаружили, что у него были жизнеспособные споры при выращивании в 70-процентной разбавленной воде Мертвого моря, в условиях, эквивалентных цветению водорослей в Мертвом море 20 лет назад. Исследование транскриптома E. rubrum, той небольшой части генома, которая кодирует молекулы РНК для выполнения инструкций по построению и поддержанию клеток, показало, что в условиях высокой солености в условиях высокой солености грибковые клетки должны держать транспорт клеточной мембраны под жестким контролем. «Это ясно указывает на то, что гриб пытается« активно »справляться с экстремальными условиями окружающей среды, а не просто впадает в состояние покоя, — отметили ученые, — как этого можно было ожидать из-за значительного снижения темпов роста».Помимо содействия лучшему пониманию механизмов солеустойчивости в сельском хозяйстве, эта работа также может быть применима к интересам Министерства энергетики США в разработке новых стратегий по улучшению производства биотоплива.

Например, DOE JGI и его партнеры закупают микробные и грибковые ферменты для более эффективной предварительной обработки биомассы ионными жидкостями, экологически безвредные органические соли, часто используемые в качестве экологически чистых химических заменителей летучих органических растворителей.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *