Учёные обнаружили «молекулярную окаменелость» в грибах

Учёные из Университетского колледжа Дублина (UCD) с помощью генетического анализа определили эволюционный переключатель в механизме реакции на низкий уровень кислорода у грибов.

Почти всем эукариотам для жизни необходим кислород. Примером древнего кислородозависимого пути у них является биосинтез стеролов (холестерина у животных и эргостерина у грибов). Его регуляция у животных и большинства грибов осуществляется консервативным семейством белков-активаторов транскрипции — SREBPs (sterol regulatory element binding proteins).

Однако у грибов из группы Saccharomycotina (включая модельные дрожжи Saccharomyces cerevisiae и патоген Candida albicans) контроль над стероловым путём перешёл к другому регуляторному белку — Upc2.

Исследование, опубликованное в PLoS Genetics, использовало сравнительный геномный анализ, чтобы выяснить время этого эволюционного перехода. Учёные обнаружили, что дрожжи Yarrowia lipolytica, находящиеся у основания группы Saccharomycotina, уникальны — они содержат гены как SREBP, так и Upc2.

Генетический и биохимический анализ показал, что в Y. lipolytica:

  • Upc2 является главным регулятором гипоксического ответа и уровня стеролов в мембране.
  • SREBP превратился в «молекулярную окаменелость», утратив свою стерол-регулирующую функцию.

При этом ген SREBP сохранил некоторую роль в гипоксическом ответе и необходим для максимального роста при низком уровне кислорода. Кроме того, производные SREBPs требуются для роста многих дрожжей в виде нитей (филаментации), что важно для вирулентности.

Профессор Джеральдин Батлер поясняет: «Анализ показал, что эволюционный переход от SREBP к Upc2 был двухэтапным процессом».

Значение исследования:

  1. Эволюционное — раскрывает новые детали развития эукариот.
  2. Клиническое — открывает потенциал для создания более эффективных противогрибковых терапий.

Понимание того, как патогенные дрожжи реагируют на гипоксию, критически важно для разработки новых методов лечения, особенно в условиях роста устойчивости к существующим противогрибковым препаратам, многие из которых нацелены на стеролы клеточной мембраны.