Молекулы защищают от опасностей полового размножения у грибов

Исследователи из Медицинского центра Университета Дьюка обнаружили, что патогенные грибы защищают себя от нежелательных генетических мутаций во время полового размножения. Путь подавления генов защищает грибной геном от мутаций, навязываемых партнером во время спаривания.

Этот путь был открыт у Cryptococcus neoformans — гриба, который часто инфицирует людей, вызывая более миллиона случаев инфекций легких и мозга ежегодно и более 600 000 смертей. Родственный вид, Cryptococcus gattii, вызывает расширяющуюся вспышку на Тихоокеанском Северо-Западе, что представляет значительную проблему для общественного здравоохранения.

Половое размножение у грибов производит воздушные споры, которые легко вдыхаются в легкие и считаются источником человеческих инфекций. Таким образом, агенты, блокирующие половой процесс у грибов, могут остановить риск заражения в его источнике.

C. neoformans использует новую систему защиты генома, индуцируемую половым процессом — RNAi (интерференция РНК). Эта система защищает, эффективно "заглушая" ДНК, делая её невосприимчивой к повторяющимся генам и транспозонам, которые могут вызывать мутации.

Система сайленсинга защищает геном от изменений, которые могут быть навязаны транспозонами ("прыгающими генами"), которые также более активны во время полового цикла.

С помощью глубокого секвенирования малых молекул РНК, опосредующих сайленсинг у C. neoformans, команда также идентифицировала обильные малые РНК, которые соответствуют повторяющимся транспозонам, способным вызывать мутации, если их не заглушить.

Эти малые РНК отсутствовали в изученных мутантных штаммах (rdp1). Одна группа транспозонов была сильно экспрессирована во время спаривания мутантных штаммов rdp1, и у этих грибов наблюдалась повышенная частота транспозиции и мутаций в следующем поколении. Это привело исследователей к выводу, что путь RNAi подавляет активность транспозонов во время полового цикла.

Работа была опубликована 15 ноября в журнале Genes & Development.