✖


Jump to content

Podospora anserina

Podospora anserina
Штамм дикого типа на чашке Петри
Научная классификация Изменить эту классификацию
Домен: Эукариоты
Королевство: Грибы
Разделение: Аскомикота
Сорт: Сордариомицеты
Заказ: Сордариалес
Семья: Подоспоровые
Род: Podospora
Разновидность:
П. крыжовник
Биномиальное имя
Podospora anserina
Синонимы
  • Малинверния гусиная Рабен. (1857)
  • Sordaria anserina (Rabenh.) G.Winter (1873)
  • Pleurage anserina (Rabenh.) Kuntze (1898)

Podospora anserina — нитчатый аскомицетный гриб из отряда Sordariales . Он считается модельным организмом для изучения молекулярной биологии старения ( старения ), прионов , полового размножения и мейотического влечения . [1] [2] Имеет облигатный половой и псевдогомоталлический жизненный цикл. Это непатогенный копрофильный гриб , который колонизирует навоз травоядных животных, таких как лошади, кролики, коровы и овцы. [1] [3]

Таксономия

[ редактировать ]

Podospora anserina was originally named Malinvernia anserina Rabenhorst (1857). Podospora anserina was subsequently published in Niessl (1883), [4] который сегодня используется для обозначения распространенного оттуда лабораторного штамма «Niessl». Он также известен как Pleurage anserina (Ces.) Kuntze. [5] [6] Генетика P. anserina была охарактеризована Ризе и Энгельманном (1949) и рассмотрена Эссером (1974). По оценкам, P. anserina отделилась от Neurospora crassa 75 миллионов лет назад на основании гомологии 18S рРНК и ортологичного белка, составляющего 60-70%. [7] Ортологи кластера генов между Aspergillus nidulans и Podospora anserina имеют на 63% идентичную первичную аминокислотную последовательность (даже несмотря на то, что эти виды принадлежат к разным классам), а среднее количество аминокислот в сравниваемых протеомах на 10% меньше, что дает повод для гипотез об отдельных видах, но с общими генами. .

Исследовать

[ редактировать ]

Podospora — модельный организм для изучения генетики, старения (старения, дегенерации клеток), развития аскомицетов, несовместимости гетерокарионов , [8] спаривание у грибов , прионы , а также митохондриальная и пероксисомальная физиология. [9] Подоспоры легко культивируются на сложной (полной) картофельной декстрозе, агаре/бульоне из кукурузной муки или даже на синтетической среде, и с использованием современных молекулярных инструментов ими легко манипулировать. Оптимальная температура его роста составляет 25–27 ° C (77–81 ° F), а жизненный цикл может завершиться за 7–11 дней в лабораторных условиях. [1] [10]

Штаммы

[ редактировать ]

Большинство исследований было проведено на небольшой коллекции французских штаммов, отобранных в 1920-х годах, в частности штаммов, названных S и s. [11] Известно, что эти два штамма очень похожи, за исключением локуса het-s . Эталонный геном, опубликованный в 2008 году, соответствует S+, гаплоидному производному штамма S с типом спаривания +. [7]

Кроме того, были отобраны две другие популяции: одна в Узингене, Германия, [12] и другой в Вагенингене, Нидерланды, [13] [14] [15] [16] оба из них использовались для изучения уничтожения спор , фенотипического выражения мейотического драйва у грибов. [2]

Кроме того, существует несколько штаммов, полученных в лаборатории:

  • ΔPaKu70 используется для усиления гомологичной рекомбинации в протопластах во время трансформаций с целью создания желаемых делеций генов или аллельных мутаций. Штамм ΔPaKu70 можно получить путем трансформации протопластов линейной ДНК, которая фланкирует ген PaKu70 вместе с кассетой антибиотиков , а затем отбора штаммов и проверки с помощью ПЦР . Получено из штамма s. [9]
  • Mn19 — долгоживущий штамм, используемый для изучения старения. Он получен из штамма А+-84-11, выращенного на марганце (Mn). Сообщается, что этот конкретный штамм жил более 2 лет в расовой трубке, покрывающей вегетативный рост более 400 см (160 дюймов). [17]
  • ΔiΔviv — бессмертный штамм, не проявляющий признаков старения. Он производит желтую пигментацию. Отсутствие viv увеличило продолжительность жизни в днях в 2,3 раза по сравнению с диким типом, а отсутствие i - в 1,6. Однако штамм ΔiΔviv не проявлял старения на протяжении всего исследования и находился в вегетативном состоянии более года. Эти гены синергичны и физически тесно связаны. [18]
  • AL2 – долгоживущий штамм. Вставка линейной митохондриальной плазмиды, содержащей al-2, демонстрирует увеличение продолжительности жизни. Однако природные изоляты, гомологичные аль-2, не демонстрируют увеличенной продолжительности жизни. [19]
  • Δgrisea представляет собой долгоживущий штамм и мутант по поглощению меди. Этот штамм имеет более низкое сродство к меди и, следовательно, более низкие внутриклеточные уровни меди, что приводит к использованию устойчивого к цианиду альтернативного пути оксидазы, PaAOX (вместо медь-зависимого комплекса митохондриальной цитохром-с-оксидазы (ЦОГ)). Этот штамм также демонстрирует более стабильную мтДНК. Использование меди аналогично штамму Δex1 . [20]
  • Δex1 — это «бессмертный штамм», который выращивается более 12 лет и до сих пор не проявляет признаков старения. Этот штамм дышит по устойчивому к цианиду пути, чувствительному к салицилгидроксамовой кислоте (SHAM). Эта делеция разрушает комплекс ЦОГ. [20]

Старение

[ редактировать ]

Podospora anserina имеет определенную продолжительность жизни и фенотипически демонстрирует старение (за счет более медленного роста, меньшего количества воздушных гиф и увеличения выработки пигмента в дистальных гифах). Однако изоляты демонстрируют либо увеличенную продолжительность жизни, либо бессмертие, поскольку для изучения процесса старения было проведено множество генетических манипуляций для создания бессмертных штаммов или увеличения продолжительности жизни. В основном митохондрии и митохондриальные хромосомы. исследуются [21] [22]

Старение происходит потому, что во время дыхания активные формы кислорода , которые ограничивают продолжительность жизни, и со временем может накапливаться дефектная митохондриальная ДНК. образуются [19] [23] Благодаря этим знаниям основное внимание было обращено на доступность питания, дыхание (синтез АТФ) и оксидазы, такие как цитохром с-оксидаза. Каротиноиды , пигменты, которые также содержатся в растениях и приносят пользу для здоровья человека. [24] известно, что они присутствуют в грибах, таких как Podospora расходящийся предок Neurospora crassa ; у N. crassa (и других грибов) картеноиды al гены обеспечивают защиту от УФ-излучения. Сверхэкспрессия аль-2 Podospora anserina увеличила продолжительность жизни на 31%. [25]

Исследования ограничения калорий показывают, что уменьшение количества питательных веществ, таких как сахар, увеличивает продолжительность жизни, вероятно, из-за замедления метаболизма и, следовательно, снижения производства активных форм кислорода или индуцирования 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 s дикого типа. У Podospora без Grisea, фактора транскрипции меди, были снижены внутриклеточные уровни меди, что привело к использованию альтернативного дыхательного пути, который, следовательно, вызывал меньший окислительный стресс. [20]

В P. anserina модели старения было показано, что аутофагия , путь деградации поврежденных биомолекул и органелл, является механизмом обеспечения долголетия. [26]

Гетерокарионная несовместимость

[ редактировать ]

Установлено, что в вегетативной несовместимости участвуют следующие гены, как аллельные, так и неаллельные (перечислены только клонированные и охарактеризованные): het-c , het-c , het-s , idi-2 , idi-1 , idi-3. , мод-A , режим-D , мод-E , psp-A . Podospora anserina содержит не менее 9 het -локусов. [27]

Ферменты

[ редактировать ]

Известно, что Podospora anserina продуцирует лакказы, тип фенолоксидазы. [28]

Генетика

[ редактировать ]

Оригинальные генетические исследования методом гель-электрофореза привели к установлению размера генома c. 35 мегабаз , 7 хромосом и 1 митохондриальная хромосома. 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 BAC и прямого секвенирования. [29] В 2008 году был опубликован 10-кратный черновой вариант последовательности полного генома. [7] Размер генома сейчас оценивается в 35-36 мегабаз. [7]

Генетические манипуляции с грибами затруднены из-за низкой эффективности гомологичной рекомбинации и эктопической интеграции. [30] что препятствует генетическим исследованиям с использованием замены и нокаутов аллелей . [9] был разработан метод делеции гена В 2005 году на основе модели Aspergillus nidulans , который включал трансформацию космидной плазмиды. Усовершенствованная система для Podospora была разработана в 2008 году с использованием штамма, в котором отсутствовали негомологичные белки, соединяющие концы ( Ku (белок) , известный в Podospora как PaKu70 ). Утверждается, что в этом методе 100% трансформантов подвергаются желаемой гомологичной рекомбинации, ведущей к замене аллелей, а после трансформации делеция PaKu70 может быть восстановлена ​​путем скрещивания со штаммом дикого типа с получением потомства только с целевой делецией гена или аллельным обменом. (например, точечная мутация). [9]

Вторичные метаболиты

[ редактировать ]

Хорошо известно, что многие организмы во всех областях продуцируют вторичные метаболиты , и грибы в этом отношении богаты. В 1990-е годы активно шла добыча продуктов рода Podospora . Из Podospora anserina были обнаружены два новых натуральных продукта, классифицированных как пентакетиды , а именно производные бензохинонов ; они показали противогрибковую, антибактериальную и цитотоксическую активность. [31] Горизонтальный перенос генов распространен у бактерий, а также между прокариотами и эукариотами, но между эукариотическими организмами встречается реже. Между грибами кластеры вторичных метаболитов являются хорошими кандидатами для горизонтального переноса генов, например, функциональный кластер генов ST , который продуцирует стеригматоцистин, был обнаружен у Podospora anserina и первоначально произошел от Aspergillus . Этот кластер хорошо консервативен, включая, в частности, сайты связывания транскрипционных факторов. Стеригматоцистин сам по себе токсичен и является предшественником другого токсичного метаболита — афлатоксина . [32]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с Silar P (2020). Podospora anserina . France: HAL.
  2. ^ Jump up to: а б Воган А.А., Мартиносси-Аллиберт И, Амент-Веласкес С.Л., Сведберг Дж, Йоханнессон Х (02 января 2022 г.). «Убийцы спор, грибковые движущие элементы мейоза» . Микология . 114 (1): 1–23. дои : 10.1080/00275514.2021.1994815 . ПМИД   35138994 . S2CID   246700229 .
  3. ^ Биллс Г.Ф., Глоер Дж.Б., Ан З. (октябрь 2013 г.). «Копрофильные грибы: открытие антибиотиков и их функции на малоизученной арене микробного защитного мутуализма». Современное мнение в микробиологии . 16 (5): 549–565. дои : 10.1016/j.mib.2013.08.001 . ПМИД   23978412 .
  4. ^ Ниссль фон Майендорф Г (1883 г.). «О разделении рода Sordaria» (PDF) . Хедвигия (на немецком языке). 22 : 153–156 . Проверено 9 июля 2023 г.
  5. ^ Ботанический клуб Торри (2021) [1902]. Мемуары Ботанического клуба Торри . Креативные Медиа Партнеры, ООО. ISBN  978-1-01-357071-1 .
  6. ^ "Podospora anserina" . Mycobank .
  7. ^ Jump up to: а б с д Эспань Э, Леспине О, Маланьяк Ф, Да Силва С, Жайон О, Порсель БМ и др. (2008). «Последовательность генома модельного аскомицета гриба Podospora anserina» . Геномная биология . 9 (5): R77. дои : 10.1186/gb-2008-9-5-r77 . ПМЦ   2441463 . ПМИД   18460219 .
  8. ^ Бидар Ф., Клаве К., Саупе С.Ж. (июнь 2013 г.). «Транскрипционная реакция на чужое у гриба Podospora anserina» . Г3 . 3 (6): 1015–1030. дои : 10.1534/g3.113.006262 . ПМЦ   3689799 . ПМИД   23589521 .
  9. ^ Jump up to: а б с д Эль-Хури Р., Селлем С.Х., Коппин Е., Бойвен А., Маас М.Ф., Дебюши Р. и др. (апрель 2008 г.). «Делеция гена и замена аллелей у нитчатого гриба Podospora anserina». Современная генетика . 53 (4): 249–258. дои : 10.1007/s00294-008-0180-3 . ПМИД   18265986 . S2CID   25538245 .
  10. ^ Воган А.А., Амент-Веласкес С.Л., Грейнджер-Фарбос А., Сведберг Дж., Бастианс Е., Дебетс А.Дж. и др. (июль 2019 г.). «Комбинации генов Spok создают множество мейотических драйверов у Podospora » . электронная жизнь . 8 : е46454. дои : 10.7554/eLife.46454 . ПМК   6660238 . ПМИД   31347500 .
  11. ^ Ризет Г (1952). «Барьерные явления у Podospora anserina. I. Генетический анализ барьеров между S и s штаммами». Явления у Podospora anserina. I. Генетический анализ барьеров между S и s штаммами.]. Журнал цитологии и биологии растений; ботаник. [ Журнал цитологии и биологии растений; ботаник ] (на французском языке). 13 :51–92.
  12. ^ Хаманн А., Осевач Х.Д. (декабрь 2004 г.). «Генетический анализ уничтожения спор нитчатого аскомицета Podospora anserina». Грибковая генетика и биология . 41 (12): 1088–1098. дои : 10.1016/j.fgb.2004.08.008 . ПМИД   15531213 .
  13. ^ Дебец А.Дж., Далстра Х.Дж., Слакхорст М., Купманшап Б., Хукстра РФ, Саупе С.Дж. (июнь 2012 г.). «Высокая естественная распространенность грибкового приона» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (26): 10432–10437. Бибкод : 2012PNAS..10910432D . дои : 10.1073/pnas.1205333109 . ПМК   3387057 . ПМИД   22691498 .
  14. ^ Германс Дж., Дебет Ф., Хоекстра Р., Осевач Х.Д. (март 1995 г.). «Новое семейство линейных плазмид, гомологичных плазмиде pAL2-1 Podospora anserina». Молекулярная и общая генетика . 246 (5): 638–647. дои : 10.1007/BF00298971 . ПМИД   7700237 . S2CID   32936183 .
  15. ^ ван дер Гааг М., Дебет А.Ю., Осевач Х.Д., Хукстра РФ (июнь 1998 г.). «Динамика гомологичных линейных плазмид pAL2-1 у Podospora anserina». Молекулярная и общая генетика . 258 (5): 521–529. дои : 10.1007/s004380050763 . ПМИД   9669334 . S2CID   23107862 .
  16. ^ ван дер Гааг М., Дебетс А.Дж., Остерхоф Дж., Слакхорст М., Тийссен Дж.А., Хукстра РФ (октябрь 2000 г.). «Факторы мейоза, убивающие споры, в естественной популяции гриба Podospora anserina» . Генетика . 156 (2): 593–605. дои : 10.1093/генетика/156.2.593 . ПМЦ   1461285 . ПМИД   11014809 .
  17. ^ Силликер М.Э., ди-джей Каммингса (август 1990 г.). «Генетический и молекулярный анализ долгоживущего штамма Podospora anserina» . Генетика . 125 (4): 775–81. дои : 10.1093/генетика/125.4.775 . ПМК   1204103 . ПМИД   2397883 .
  18. ^ Эссер К., Келлер В. (февраль 1976 г.). «Гены, ингибирующие старение аскомицета Podospora anserina». Молекулярная и общая генетика . 144 (1): 107–10. дои : 10.1007/BF00277312 . ПМИД   1264062 . S2CID   8663226 .
  19. ^ Jump up to: а б Маас М.Ф., де Бур Х.Ю., Дебец А.Дж., Хоекстра РФ (сентябрь 2004 г.). «Митохондриальная плазмида pAL2-1 снижает увеличение продолжительности жизни, опосредованное ограничением калорий, у нитчатого гриба Podospora anserina». Грибковая генетика и биология . 41 (9): 865–71. дои : 10.1016/j.fgb.2004.04.007 . ПМИД   15288022 .
  20. ^ Jump up to: а б с Боргоутс К., Вернер А., Элтон Т., Осевач Х.Д. (январь 2001 г.). «Модулируемая медью экспрессия генов и старение у нитчатого гриба Podospora anserina» . Молекулярная и клеточная биология . 21 (2): 390–9. дои : 10.1128/MCB.21.2.390-399.2001 . ПМЦ   86578 . ПМИД   11134328 .
  21. ^ Лёзер Т., Йоппе А., Хаманн А., Осевач Х.Д. (16 октября 2021 г.). «Гомеостаз митохондриальных фосфолипидов регулируется протеазой i-AAA PaIAP и влияет на старение организма» . Клетки . 10 (10): 2775. doi : 10.3390/cells10102775 . ISSN   2073-4409 . ПМЦ   8534651 . PMID   34685755 .
  22. ^ Маршалл Л.М., Варнсманн В., Мессен АС, Лёзер Т., Осевач Х.Д. (25 апреля 2022 г.). «Продление продолжительности жизни мутантов подкомплекса Podospora anserina Mic60 зависит от ремоделирования кардиолипина» . Международный журнал молекулярных наук . 23 (9): 4741. doi : 10.3390/ijms23094741 . ISSN   1422-0067 . ПМК   9099538 . ПМИД   35563132 .
  23. ^ Праманик Д., Андасари Т., Озкан С. (17 октября 2012 г.). «Генетический анализ сложных биологических признаков; эффект ограничения калорий на продолжительность жизни у нитчатого гриба Podospora anserina» . Код Гроен .
  24. ^ Джонсон Э.Дж. (2002). «Роль каротиноидов в здоровье человека». Питание в клинической помощи . 5 (2): 56–65. дои : 10.1046/j.1523-5408.2002.00004.x . ПМИД   12134711 .
  25. ^ Штробель И., Брайтенбах Дж., Шекхубер CQ, Осевач Х.Д., Сандманн Г. (апрель 2009 г.). «Каротиноиды и каротиногенные гены у Podospora anserina: разработка каротиноидного состава продлевает продолжительность жизни мицелия». Современная генетика . 55 (2): 175–84. дои : 10.1007/s00294-009-0235-0 . ПМИД   19277665 . S2CID   32718690 .
  26. ^ Кнуппертц Л., Хаманн А., Пампалони Ф., Стельцер Э., Осевач Х.Д. Идентификация аутофагии как механизма обеспечения долголетия на модели старения Podospora anserina. Аутофагия. Май 2014 г.;10(5):822-34. дои: 10.4161/auto.28148. Epub, 27 февраля 2014 г. PMID 24584154; PMCID: PMC5119060
  27. ^ Мур Д., Фрейзер Л.Н. (июнь 2007 г.). Основная генетика грибов . Springer Science & Business Media. п. 40. ИСБН  978-0-387-22457-2 .
  28. ^ Эссер К., Минут В. (1970). «Фенолоксидазы аскомицета Podospora anserina. Сообщение 4. Генетическая регуляция образования лакказы» . Генетика . 64 (3): 441–58. дои : 10.1093/генетика/64.3-4.441 . ПМЦ   1212412 . ПМИД   4988412 .
  29. ^ Силар П., Барро С., Дебюши Р., Кика С., Турк Б., Сэнсард-Шане А. и др. (август 2003 г.). «Характеристика геномной организации области, граничащей с центромерой хромосомы V Podospora anserina, путем прямого секвенирования». Грибковая генетика и биология . 39 (3): 250–263. дои : 10.1016/s1087-1845(03)00025-2 . ПМИД   12892638 .
  30. ^ Аш Д.К., Кинси Дж.А. (март 1990 г.). «Связь размера векторной вставки с гомологичной интеграцией во время трансформации Neurospora crassa клонированным геном am (GDH)». Молекулярная и общая генетика . 221 (1): 37–43. дои : 10.1007/BF00280365 . ПМИД   2157957 . S2CID   24711141 .
  31. ^ Ван Х., Глоер К.Б., Глоер Дж.Б., Скотт Дж.А., Маллок Д. (июнь 1997 г.). «Ансериноны А и Б: новые противогрибковые и антибактериальные бензохиноны из копрофильного гриба Podospora anserina». Журнал натуральных продуктов . 60 (6): 629–31. дои : 10.1021/np970071k . ПМИД   9214737 .
  32. ^ Слот JC, Рокас А (январь 2011 г.). «Горизонтальный перенос большого и высокотоксичного кластера вторичных метаболических генов между грибами» . Современная биология . 21 (2): 134–139. Бибкод : 2011CBio...21..134S . дои : 10.1016/j.cub.2010.12.020 . ПМИД   21194949 .
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Podospora_anserina&oldid=1215761392"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 91aac9c3e49e0c9c070502d73dc2c623__1711485180
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/91/23/91aac9c3e49e0c9c070502d73dc2c623.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Podospora anserina - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)