У грибов «Янтарный танец» и других грибов могут скрываться компаньоны, и некоторые из них могут бороться с надоедливой или опасной плесенью Читать далее
автор: Эмбер Дэнс.
Знаете ли вы, что грибы могут быть болезненными? В 1948 году на грибной ферме в Пенсильвании, которой управляли братья Ла Франс, ученые впервые наблюдали грибную болезнь с хилыми шляпками и кривыми ножками. Но только в 1962 году исследователи наконец поняли, что за болезнью Ла Франс, как ее стали называть, стояли вирусы, и что вирусы также вызывают другие грибковые заболевания — тем самым положив начало совершенно новой области исследований.
Сегодня ученые, изучающие грибковые вирусы, переживают «золотой век открытий», говорит Мэтт Кассон, миколог (он же исследователь грибов) из Университета Западной Вирджинии в Моргантауне. Исследователи находят всевозможные странные и замечательные взаимодействия между грибками и их вирусами и даже между грибковыми вирусами и растениями или животными. Большинство грибковых вирусов, похоже, не делают ничего особенного своим хозяевам, но другие определенно делают: иногда они вызывают болезнь , конечно, но иногда они предлагают удивительные преимущества .
Даже сегодня большинство грибов остаются неописанными , а анализы их вирусов еще более редки. Так что предстоит еще многое узнать. В наши дни ученые могут использовать секвенирование ДНК и РНК для обнаружения признаков вирусов внутри грибов, даже если нет других указаний на то, что там есть вирус. Ученые особенно интересуются грибковыми вирусами, вызывающими заболевания у грибов, которые сами по себе являются патогенами для растений , животных или даже людей, что делает вирусы потенциальными союзниками в борьбе с грибковой инфекцией и вредителями.
Журнал Knowable Magazine делится некоторыми интересными фактами о вирусах и грибках, которые они поражают.
Вирусы встречаются во всех видах грибов и во всех формах.
Penicillium . КРЕДИТ: SCIENCE PICTURE CO. / НАУЧНЫЙ ИСТОЧНИК
«Почти у всех грибов есть вирусы — они чрезвычайно распространены», — говорит Мэрилин Руссинк, вирусный эколог, вышедшая на пенсию из Университета штата Пенсильвания в Юниверсити-Парке. Она добавляет: «Они такие классные». Многие вирусы растений и животных заключают свои гены в белковую оболочку или даже в мембранный пузырь, создавая частицу, которая может перелетать от хозяина к хозяину. Но «грибковые вирусы — это нечто совершенно исключительное», — говорит Нобухиро Судзуки, вирусолог из Университета Окаямы в Курасики, Япония. У некоторых из них вообще нет оболочки, отмечает Судзуки, который был соавтором статьи о разнообразии и эволюции грибковых вирусов для Annual Review of Phytopathology . Кажется, они никогда не покидают уютных объятий своего хозяина. А в одном интересном случае Судзуки и коллеги столкнулись с вирусом, у которого нет собственной оболочки, но он заимствует оболочку другого вируса . Они назвали заемщика yado-kari , японское название рака-отшельника, что переводится как «заимствование комнаты для проживания». Другой вирус они назвали yado-nushi , что означает «хозяин». Независимо от того, носят ли они верхнюю одежду или нет, большинство грибковых вирусов не находят новых хозяев, выходя за пределы хозяина, как, скажем, вирус гриппа. Обычно они передаются, когда две грибковые нити встречаются в почве. Нити родственных грибов могут сливаться, делясь внутренностями — и своими вирусами. Геномы грибковых вирусов также сильно различаются: некоторые из них обходятся одним или несколькими генами; другие — геномные гиганты , имеющие более 300 генов. Грибковые вирусы настолько распространены, что некоторые грибы являются домом для нескольких типов — в одном исследовании было обнаружено, что гриб содержит 17 различных вирусов , а другие содержат более 20, говорит Цзятао Се, вирусолог грибов из сельскохозяйственного университета Хуачжун в Ухане, Китай, который был соавтором обсуждения разнообразия и эволюции грибковых вирусов в Annual Review of Microbiology . И они появляются в разнообразном спектре хозяев, таких как грибы, которые живут в морской среде, в том числе в морской траве и морских огурцах , или грибы, которые появились из таяния вечной мерзлоты .
Вирусы могут придавать грибам свойства, которых у них раньше не было.
Еще в начале 2000-х годов коллеги Руссинка обнаружили интересную пару гриб-растение в Йеллоустонском национальном парке, где почвы могут достигать температуры 50 градусов по Цельсию и выше. Когда трава была одна, рост при 50 градусах заставлял ее увядать и терять свой зеленый оттенок. Если ее время от времени подвергать воздействию 65 градусов, она погибала. Но если в траве был гриб Curvularia protuberata , пара могла выдерживать 50 градусов и периодические пики в 65 градусов. Руссинк, проявив любопытство, провел дальнейшее исследование и обнаружил, что устойчивость к жаре наблюдалась только тогда, когда гриб содержал вирус , который команда назвала вирусом тепловой устойчивости Curvularia . Другими словами, пара, устойчивая к жаре, на самом деле была трио. «Вирус должен быть там», — говорит Руссинк. «У них должны быть все три».
Ученые использовали вирусы для отслеживания синдрома белого носа у летучих мышей.
Синдром белого носа, который убил более 6 миллионов летучих мышей в Северной Америке с 2006 года, вызван грибком Pseudogymnoascus destructans , который растет на мордах, ушах и крыльях этих существ. Руссинк не удивился, обнаружив, что этот грибок является носителем вируса . Он является членом семейства Partitiviridae, которое имеет два или три гена и образует многогранные частицы. Было трудно составить карту распространения синдрома белого носа, поскольку летучие мыши путешествуют так далеко. Вирус предоставил решение: Руссинк и его коллеги отследили грибок, отслеживая мутации в быстро развивающемся гене, отвечающем за оболочку вируса. Изменения в этом гене с течением времени показали, как пара грибок-вирус перемещалась из Коннектикута в другие части восточной части Соединенных Штатов и даже в штат Вашингтон. Вирус уникален для североамериканского вида P. destructans , и именно это, по мнению Руссинка, делает грибок столь разрушительным: только грибы, содержащие вирус, могут производить большое количество жизнеспособных спор, помогая ему распространяться от летучей мыши к летучей мыши.
Некоторые вирусы перемещаются между грибами и растениями.
Многие растения и грибы тесно связаны — настолько, что вирусы могут пересекаться между ними . В китайской провинции Внутренняя Монголия исследователи обнаружили грибок корневой гнили Rhizoctonia solani в растении картофеля. У этого грибка был прихвостень : вирус огуречной мозаики, который обычно заражает (как вы уже догадались) огурцы, а также многие другие фрукты, овощи, травы и сорняки. В лабораторных условиях вирус мог передаваться от растений грибам. Попав внутрь грибов, он мог распространяться на другие растения.
Итак, вирус огуречной мозаики — это вирус, ориентированный на растения, который также имеет пристрастие к грибам. Та же исследовательская группа затем проверила, может ли вирус, ориентированный на грибы, также передаваться растениям. Они обнаружили, что бескорпусный Cryphonectria hypovirus 1, который обычно заражает грибы, действительно может заражать растения табака . В одиночку он мог проникать в листья, на которые был помещен, но не мог распространяться на другие части растения. Но если присутствовал другой вирус, например вирус табачной мозаики, оба вируса могли перемещаться по растению. Это потому, что вирус табачного растения вносил «белок движения», который помогал обоим вирусам перемещаться. Исследователи считают, что эта способность пересекать царства хозяев может быть важным фактором в распространении и эволюции вируса.
Грибковые вирусы могут защищать растения (а может быть, даже животных) от грибковых инфекций.
Если грибки — враги фермеров, выращивающих растения, то вирусы грибков могут стать лучшими друзьями фермеров. Действительно, это было показано ранее. В середине 1900-х годов европейские ученые, борющиеся с грибком каштанов, обнаружили, что Cryphonectria hypovirus 1 замедляет инфекцию , давая деревьям время для формирования иммунного ответа. «Это сработало довольно хорошо», — говорит Кассон; вирус стал флагманским примером вирусного биологического контроля. К сожалению, тот же вирус в значительной степени не смог защитить американские каштаны ; большинство американских грибов имели генетические типы, неспособные принять передачу вируса от донорских грибов. Но идея остается. Се и его коллега из Хуачжуна Даохун Цзян разрабатывают вирус, чтобы помочь таким культурам, как рапс и соя. Он борется с грибковым вредителем Sclerotinia sclerotiorum , который вызывает белую плесень у более чем 700 видов растений, говорит Се. Вирус SsHADV-1 ослабляет способность грибка вызывать заболевания — но это еще не все. В отличие от большинства грибковых вирусов, он может покидать грибок и распространяться в виде свободных частиц или передаваться комаром, питающимся грибком . Более того, в грибковом переключении Джекилла и Хайда вирус превращает грибок из того, что вредит растениям, в то, что приносит им пользу. Это потому, что ослабленный вирусом грибок действует как своего рода вакцина. Воздействие инфицированного грибка запускает защитные механизмы растений , делая их более способными бороться с другими видами болезней, а не только с белой плесенью. Комбинация вируса и грибка также изменяет гормональную сигнализацию растений и циркадные ритмы способами, которые стимулируют рост.
Сье и его коллеги разработали способ распыления фрагментов грибка, зараженных вирусом, над посевами в качестве естественного фунгицида . Распыленные частицы действуют как вакцина, вытесняя или заражая любые вредные для растений грибки Hyde, пока не останется только вакцинный Джекилл. Действительно, говорит Сье, полевые испытания показали, что обработка повысила урожайность рапса, риса и пшеницы. Потенциал передачи вируса через спрей (или насекомых) делает его «действительно большой проблемой», говорит Тимоти Джеймс, миколог из Мичиганского университета в Энн-Арборе. Хотя вирусное лечение еще не вышло на рынок, патенты одобрены в Китае, Канаде и Соединенных Штатах, говорит Се. В случае успеха оно присоединится к вирусу, ослабляющему грибок каштановой гнили, как еще один пример вирусного биологического контроля. И ученые предполагают, что они могли бы защитить животных от грибков, используя правильные вирусы. Джеймс, например, пытается защитить земноводных от смертельного хитридиевого грибка , используя то, что он узнал о вирусе, который его заражает. А Руссинк экспериментировал с вирусами, которые заражают плесень Aspergillus , которая может вызывать аллергические реакции, часто у людей с астмой или муковисцидозом, и смертельные инфекции легких у людей с ослабленным иммунитетом.
Эти другие методы лечения пока не применялись, говорит Се . Пока это «просто мысль».
10.1146/узнаваемый-051425-1. Известный автор Эмбер Дэнс , научный писатель из Лос-Анджелеса, мечтает, чтобы грибки, которые продолжают расти на ее малине, подхватили вирус.