МикроРНК-подобные РНК участвуют в смене образа жизни гриба Arthrobotrys oligospora
Смена образа жизни — фундаментальный механизм, который грибы выработали для выживания и размножения в разных средах. Как типичный нематодоулавливающий гриб, Arthrobotrys oligospora переключается с сапрофита на хищника при появлении нематод-жертв. Во время этой индуцированной смены образа жизни микроРНК-подобные РНК (milRNAs) могут играть критическую роль, что открывает новые пути для понимания адаптации и патогенеза грибов.
Большинство патогенных грибов — оппортунисты, и их переход от сапрофитов к патогенам — ключевой момент для инфекций. A. oligospora может индуцироваться нематодами для формирования клейких сетей — ключевого индикатора перехода от сапрофита к хищнику. Сети используются для поимки нематод с последующим проникновением и перевариванием. Поэтому крайне важно понять механизм, лежащий в основе этой смены образа жизни.
Биологи из Государственной ключевой лаборатории сохранения и использования биоресурсов Юньнаньского университета провели новаторское исследование, изучив потенциальную роль малых РНК во время индукции ловушек у A. oligospora.
«Мы начали с секвенирования малых РНК и предсказания микроРНК-подобных РНК тремя методами. Всего было предсказано 863 предполагаемых milRNA, и 7 из них подтверждены. Целевые гены предсказывались пятью методами. Очень интересно, что ген qde-2 оказался в списке мишеней для mil-289», — сказал старший автор работы доктор Синлай Цзи.
«Это исследование с высоким риском, потому что не было известно, существуют ли milRNA и функционируют ли они при индукции ловушек у A. oligospora. Хотя miRNA широко распространены у животных и растений, о них редко сообщалось у грибов. Наше исследование предполагает широкое существование milRNA у нематодоулавливающих грибов, играющих важную роль в смене их образа жизни», — добавил он.
После комплексного анализа потенциальные milRNA с высокой экспрессией были подтверждены экспериментально. «Технологии высокопроизводительного секвенирования дали возможность скрининга мишеней в масштабе всего генома, а затем они были подтверждены экспериментально», — сказал автор-корреспондент доктор Кэцинь Чжан.
Для подтверждения 170 предполагаемых milRNA проводились RT-PCR и нозерн-блот анализ. Чтобы изучить их функции, гены, кодирующие подтверждённые milRNA, по отдельности выключали (нокаутировали), чтобы наблюдать, могут ли делеционные штаммы индуцироваться, как дикие штаммы.
Кроме того, белок аргонавт QDE-2 иммунопреципитировали, и был выполнен RIP-анализ, чтобы проверить, связаны ли milRNA и их гены-мишени с QDE-2 и как они работают. Ген qde-2 также удалили из генома, что привело к более серьёзному дефекту в смене образа жизни, чем делеция одной milRNA.
«Интересно, что ингибирование qde-2 с помощью mil-289 можно подтвердить в системе временной экспрессии генов в табаке, что формирует регуляторную петлю в РНК-интерференции», — сказал соавтор доктор Хэн Ли.