Podospora anserina - Podospora anserina

Podospora anserina
Podospora anserina.jpg
Штамм дикого типа на чашке Петри
Научная классификация
Королевство:
Грибы
Разделение:
Аскомикота
Подразделение:
Пезизомикотина
Учебный класс:
Сордариомицеты
Заказ:
Сордариалес
Семья:
Lasiosphaeriaceae
Род:
Подоспора
Разновидность:
П. ансерина
Биномиальное имя
Podospora anserina
(Рабен) Ниссль, 1883 г.
Синонимы
  • Malinvernia anserina Rabenh., 1857 г.
  • Сордария ансерина (Рабен) Г. Винтер, 1873 г.
  • Плеврация ансерина (Рабен) Кунце, 1898 г.

Podospora anserina модель нитчатая аскомицет грибок. Он псевдогомоталлический и непатогенный для человека.[1] Этот вид копрофилен, заселяет помет травоядных животных.[2]

Таксономия

Podospora anserina первоначально был назван Malinvernia anserina Рабенхорст (1857 г.) и Podospora anserina впоследствии был опубликован в Niessl von Mayendorf, G. 1883: Ueber die Theilung der Gattung Sordaria. Hedwigia 22: 153–156, который сегодня используется для ссылки на общий лабораторный штамм, а именно «Niessl». Он также известен как Pleurage anserina (Ces.) Kuntze.[3][4] Генетика П. ансерина были охарактеризованы Ризет и Энгельманном (1949) и рассмотрены Эссером (1974). П. ансерина по оценкам, отклонился от N. crassa 75 миллионов лет назад на основе 18s рРНК и ортологи белка имели 60-70% гомологии.[5]Идентификатор таксономии NCBI: 5145,[6] MycoBank № 100818[7] Ортологи генного кластера между Aspergillus nidulans и Podospora anserina имеют на 63% идентичную первичную аминокислотную последовательность (даже если эти виды принадлежат к разным классам), а средняя аминокислота сравниваемых протеомов на 10% меньше, что дает основания для гипотез об отдельных видах, но общих генах

Исследование

Подоспора в качестве модельного организма для изучения генетики, старения (старения, дегенерации клеток), развития аскомицетов, несовместимости гетерокарионов (спаривание в грибах ),[8] прионы, митохондриальная и пероксисомная физиология.[9] Подоспора легко культивируется (например, в / в комплексной (полной) картофельной декстрозе, агар / бульон из кукурузной муки или даже в синтетической среде) и с помощью современных молекулярных инструментов легко манипулировать. Оптимальная температура роста 25-27 ° C.

Штаммы

Морфология варьируется в зависимости от конкретного штамма.

  • ΔPaKu70 используется для увеличения гомологичной рекомбинации в протопластах во время трансформаций с целью создания желаемых делеций генов или аллельных мутаций. А ΔPaKu70 штамм может быть получен путем трансформации протопластов линейной ДНК, которая фланкирует PaKu70 ген вместе с кассетой антибиотика, а затем отбор штаммов и проверка с помощью ПЦР.
  • Mn19 - это долгоживущий штамм, используемый для изучения старения. Он получен из штамма A + -84-11 после выращивания на марганце (Mn). Сообщается, что этот конкретный штамм прожил более 2 лет в гоночной трубе, покрывающей более 400 см вегетативного роста.[10]
  • ΔiΔviv это бессмертный штамм, не показывающий признаков старения. Образует желтую пигментацию. Отсутствие вив увеличение продолжительности жизни в днях в 2,3 раза по сравнению с диким типом и отсутствие я на 1,6, однако ΔiΔviv не показали старения в течение всего исследования и оставались вегетативными более года. Эти гены синергичны и физически тесно связаны.[11]
  • AL2 - это долгоживущий штамм. Вставка линейной митохондриальной плазмиды, содержащей аль-2 показывают увеличенную продолжительность жизни. Однако природные изоляты, гомологичные аль-2 не показывают увеличенной продолжительности жизни.[12]
  • Δgrisea является долгоживущим штаммом и мутантом по поглощению меди. Этот штамм имеет более низкое сродство к меди и, следовательно, более низкие уровни внутриклеточной меди, что приводит к использованию цианид-резистентной альтернативной оксидазы, PaAOX, пути (вместо медьзависимого митохондриального комплекса COX). Этот штамм также демонстрирует более стабильную мтДНК. Использование меди аналогично Δex1 напряжение.[13]
  • Δex1 это «бессмертный сорт», который выращивают более 12 лет и до сих пор не проявляют признаков старения. Этот штамм дышит устойчивым к цианидам и чувствительным к SHAM путем. Это удаление нарушает COX комплекс[14]
  • штамм дикого типа - это штамм дикого типа, используемый во многих исследованиях. Описано в Esser, 1974.

Старение

Podospora anserina имеет определенную продолжительность жизни и фенотипически проявляет старение (за счет более медленного роста, меньшего количества воздушных гиф и увеличения производства пигментов в дистальных гифах). Однако изоляты показывают либо увеличенную продолжительность жизни, либо бессмертие. Чтобы изучить процесс старения, было сделано множество генетических манипуляций для получения бессмертных штаммов или увеличения продолжительности жизни. В общем, исследуются митохондрии и митохондриальные хромосомы (обратите внимание, что животные, близкие к грибам, содержат похожие органеллы, такие как митохондрии). Это потому, что во время дыхания активные формы кислорода производятся, что ограничивает продолжительность жизни, и со временем может накапливаться дефектная митохондриальная ДНК.[15][16] Обладая этими знаниями, большое внимание было обращено на доступность питания, дыхание (синтез АТФ) и оксидазы, такие как цитохром с оксидаза. Каротиноиды, пигменты также содержатся в растениях и приносят пользу для здоровья человека,[17] известны как грибки Подоспора расходящийся предок Neurospora crassa. В N. crassa (и другие грибы) картеноиды аль гены, а именно сфокусированные, обеспечивают защиту от УФ-излучения. Сверхэкспрессирован аль-2 Podospora anserina увеличение продолжительности жизни на 31%.[18] Исследования ограничения калорий показывают, что уменьшение количества пищи, например сахара, увеличивает продолжительность жизни (вероятно, из-за более медленного метаболизма и, таким образом, снижения производства активных форм кислорода или индуцированных генов выживания). Кроме того, было обнаружено, что внутриклеточные уровни меди коррелируют с ростом. Это было изучено на штаммах с делецией Grisea и ex1, а также на штамме дикого типа. Подоспора без Grisea, фактора транскрипции меди, снизился уровень внутриклеточной меди, что привело к использованию альтернативного дыхательного пути, который, следовательно, вызвал меньший окислительный стресс.[19]

Гетерокарионная несовместимость

Следующие гены, как аллельные, так и неаллельные, вовлечены в вегетативную несовместимость (перечислены только клонированные и охарактеризованные): het-c, het-c, хет-с, иди-2, иди-1, иди-3, мод-А, режим-D, Режим, psp-A. Podospora anserina содержит не менее 9 хет места.[20]

Ферменты

Podospora anserina как известно, продуцирует лакказы, тип фенолоксидазы.[21]

Генетика

Оригинальные генетические исследования с помощью гель-электрофореза привели к определению размера генома, ок. 35 мегабаз, с 7 хромосомами и 1 митохондриальной хромосомой. В 1980-х годах была секвенирована митохондриальная хромосома. Затем, в 2003 году, было начато пилотное исследование по секвенированию областей, граничащих с центромерой хромосомы V, с использованием клонов ВАС и прямого секвенирования.[22] В 2008 году был опубликован 10-кратный проект последовательности полного генома.[23] Размер генома сейчас оценивается в 35-36 мегабаз.[24] Генетические манипуляции с грибами затруднены из-за низкой эффективности гомологичной рекомбинации и эктопической интеграции (вставка гена в нежелательном месте)[25] и, таким образом, препятствие для генетических исследований (замена аллелей и нокауты).[26] Хотя в 2005 г. был разработан метод делеции (нокаута) гена на основе модели для Aspergillus nidulans это включало трансформацию космидной плазмиды, лучшую систему для Подоспора был разработан в 2008 году с использованием штамма, в котором отсутствовали негомологичные концевые соединительные белки (Ku (белок), известный в Подоспора в качестве PaKu70). Этот метод утверждал, что 100% трансформантов проходят желаемую гомологичную рекомбинацию, приводящую к замене аллелей (после трансформации PaKu70 делеция может быть восстановлена ​​путем кроссинговера со штаммом дикого типа с получением потомства только с делецией целевого гена или аллельным обменом (например, точечная мутация)).[27]

Вторичные метаболиты

Хорошо известно, что многие организмы во всех областях производят вторичные метаболиты. Известно, что в этом отношении очень плодовиты грибы. В 1990-х годах добыча продуктов этого рода шла полным ходом. Подоспора. Специально для Podospora anserinaбыли обнаружены два новых природных продукта, классифицируемых как пентакетиды, а именно производные бензохинонов; они показали противогрибковую, антибактериальную и цитотоксическую активность.[28] Горизонтальный перенос генов часто встречается у бактерий и между прокариотами и эукариотами, но еще реже среди эукариотических организмов. Между грибами кластеры вторичных метаболитов являются хорошими кандидатами на ГПГ. Например, функционал ST кластер генов, продуцирующий стеригматоцистин, был обнаружен в Podospora anserina и первоначально произошло от Аспергиллы. Этот кластер является хорошо законсервированным, особенно сайты связывания факторов транскрипции. Стеригматоцистин сам по себе токсичен и является предшественником другого токсичного метаболита, афлатоксин.[29]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Podospora anserina: модельный нитчатый гриб »
  2. ^ Bills GF, Gloer JB, An Z (октябрь 2013 г.). «Копрофильные грибы: открытие и функции антибиотиков на малоизученной арене микробного защитного мутуализма». Текущее мнение в микробиологии. 16 (5): 549–565. Дои:10.1016 / j.mib.2013.08.001. PMID  23978412.
  3. ^ Мемуары Ботанического клуба Торри (1902)
  4. ^ "Podospora anserina".
  5. ^ Последовательность генома модельного гриба аскомицета Podospora anserina
  6. ^ «Браузер таксономии».
  7. ^ "Podospora anserina".
  8. ^ Транскрипционный ответ на чужое у гриба Podospora anserina.
  9. ^ Делеция гена и аллельная замена у Wlamentous гриба Podospora anserina
  10. ^ Генетический и молекулярный анализ долгоживущего штамма Podospora anserina.
  11. ^ Гены, ингибирующие старение у аскомицета Podospora anserina
  12. ^ Митохондриальная плазмида pAL2-1 снижает опосредованное ограничением калорий увеличение продолжительности жизни у мицелиальных грибов Podospora anserina 2004
  13. ^ Экспрессия и старение генов с модуляцией медью в нитчатых грибах Podospora anserina
  14. ^ Экспрессия и старение генов с модуляцией медью в нитчатых грибах Podospora anserina
  15. ^ Митохондриальная плазмида pAL2-1 снижает опосредованное ограничением калорий увеличение продолжительности жизни у мицелиальных грибов Podospora anserina 2004
  16. ^ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ РАЗБОРКА СЛОЖНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ; Продлевающий эффект ограничения калорий в нитевидном грибке PODOSPORA ANSERINA
  17. ^ Роль каротиноидов в здоровье человека
  18. ^ Каротиноиды и каротиногенные гены у Podospora anserina: разработка каротиноидного состава увеличивает продолжительность жизни мицелия
  19. ^ Экспрессия и старение генов с модуляцией медью в нитчатых грибах Podospora anserina
  20. ^ Дэвид Мур. Основная генетика грибов. стр. 40
  21. ^ ФЕНОЛОКСИДАЗЫ * ASCOMYCETE PODOSPORA ANSERZNA. КОММУНИКАЦИЯ VI. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ЛАККАЗЫ.
  22. ^ Характеристика геномной организации области, граничащей с центромером V хромосомы V Podospora anserina, методом прямого секвенирования.
  23. ^ Последовательность генома модельного гриба аскомицета Podospora anserina
  24. ^ Последовательность генома модельного гриба аскомицета Podospora anserina
  25. ^ Связь размера вставки вектора с гомологичной интеграцией во время трансформации Neurospora crassa клонированным геном am (GDH)
  26. ^ Делеция гена и аллельная замена у Wlamentous гриба Podospora anserina
  27. ^ Делеция гена и аллельная замена у Wlamentous гриба Podospora anserina
  28. ^ Ансериноны А и В: новые противогрибковые и антибактериальные бензохиноны из копрофильного гриба Podospora anserina.
  29. ^ Слот, Джейсон С .; Рокас, Антонис (2011). «Горизонтальный перенос большого и высокотоксичного кластера вторичных метаболических генов между грибами». Текущая биология. 21 (2): 134–139. Дои:10.1016 / j.cub.2010.12.020. PMID  21194949.

внешняя ссылка