Podospora anserina -Podospora anserina

Podospora anserina
Podospora anserina.jpg
Штамм дикого типа на чашке Петри
Научная классификация
Королевство:
Грибы
Разделение:
Аскомикота
Подразделение:
Пезизомикотина
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.
  • Sordaria anserina (Rabenh.) Г. Винтер, 1873 г.
  • Pleurage anserina (Rabenh.) Kuntze, 1898 г.

Podospora anserina - модельный нитчатыйгриб аскомицет . Он псевдогомоталлический и непатогенный для человека. Этот вид копрофилен, заселяет помет травоядных животных.

Таксономия

Podospora anserina первоначально была названа Malinvernia anserina Rabenhorst (1857), а Podospora anserina впоследствии была опубликована в Niessl von Mayendorf, G. 1883: Ueber die Theilung der Gattung Sordaria. Hedwigia 22: 153–156, который сегодня используется для обозначения распространенного лабораторного штамма, а именно «Niessl». Он также известен как Pleurage anserina (Ces.) Kuntze. Генетика P. anserina была охарактеризована Ризе и Энгельманном (1949) и рассмотрена Эссером (1974). По оценкам, P. anserina отделился от Neurospora crassa 75 миллионов лет назад на основании 18S рРНК и ортологичной доли белка, гомологии 60-70%. Ортологи генного кластера между Aspergillus nidulans и Podospora anserina имеют на 63% идентичность первичной аминокислотной последовательности (даже если эти виды принадлежат к разным классам), а средняя аминокислота сравниваемых протеомов на 10% меньше, что дает основания для гипотез о разных видах, но общих генах .

Исследовать

Podospora как модельный организм для изучения генетики, старения (старение, дегенерация клеток), развития аскомицетов, несовместимости гетерокарионов ( спаривание в грибах ), прионов , а также физиологии митохондрий и пероксисом. Podospora легко культивировать (например, в / в комплексной (полной) картофельной декстрозе, в агар-бульоне из кукурузной муки или даже в синтетической среде) и, используя современные молекулярные инструменты, 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. ΔPaKu70 штамм может быть достигнуто за счет трансформации протопластов с линейной ДНК , которая фланкирует PaKu70 ген вместе с кассетой антибиотиками , а затем выбрать для штаммов и проверки 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.
  • ΔiΔviv - бессмертный штамм, не показывающий признаков старения. Образует желтую пигментацию. Отсутствие viv увеличивало 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 в течение всего исследования и оставался вегетативным более года. Эти гены синергичны и физически тесно связаны.
  • AL2 - это долгоживущий штамм. Вставки линейной митохондриальной плазмиды, содержащей аль-2, показывают увеличенную продолжительность жизни. Однако природные изоляты, гомологичные аль-2 , не демонстрируют увеличения продолжительности жизни.
  • Δgrisea - это долгоживущий штамм и мутант 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 комплекса митохондриальной цитохром с оксидазы (COX)). Этот штамм также демонстрирует более стабильную мтДНК. Использование меди аналогично штамму Δex1 .
  • Δex1 - это «бессмертный штамм», который выращивают более 12 лет и до сих пор не проявляют признаков старения. Этот штамм дышит через цианид-устойчивый и чувствительный к салицилгидроксамовой кислоте (SHAM) путь. Эта делеция разрушает комплекс ЦОГ.
  • 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 связано с тем, что во время дыхания образуются активные формы кислорода , которые ограничивают продолжительность жизни, и со временем может накапливаться дефектная митохондриальная ДНК. Обладая этими знаниями, большое 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, как известно, содержатся в грибах, таких как дивергентный предок Podospora, Neurospora crassa . В Н. сгаззе (и другие грибы) cartenoids аль генов, а именно сосредоточено обеспечивает защиту УФ - излучение. Сверхэкспрессия al-2 Podospora anserina увеличивала продолжительность жизни на 31%. 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 уровни внутриклеточной меди коррелируют с ростом. Это было изучено на штаммах с делецией Grisea и ex1 с делецией, а также на штамме дикого типа. Podospora без Grisea, фактора транскрипции меди, снизил уровень внутриклеточной меди, что привело к использованию альтернативного дыхательного пути, который, следовательно, вызвал меньший окислительный стресс.

Гетерокарионная несовместимость

Следующие гены, как аллельные, так и неаллельные, вовлечены в вегетативную несовместимость (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 гет- локусов.

Ферменты

Известно, что Podospora anserina продуцирует лакказы, тип фенолоксидазы.

Генетика

Оригинальные генетические исследования с помощью гель-электрофореза привели к определению размера генома, ок. 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 ВАС и прямого секвенирования. В 2008 году был опубликован проект последовательности 10x полного генома. Размер генома сейчас оценивается в 35-36 мегабаз. Генетические манипуляции с грибами затруднены из-за низкой эффективности гомологичной рекомбинации и эктопических интеграций (вставка гена в нежелательном месте) и, следовательно, препятствия в генетических исследованиях (замена аллелей и нокауты). Хотя в 2005 году был разработан метод делеции гена (нокаутов) на основе модели Aspergillus nidulans, которая включала трансформацию космидной плазмиды, в 2008 году была разработана лучшая система для Podospora с использованием штамма, в котором отсутствовали негомологичные белки, соединяющие концы ( Ku (белок) , известный в Podospora как PaKu70 ). В этом методе утверждается, что 100% трансформантов проходят желаемую гомологичную рекомбинацию, приводящую к замене аллелей (после трансформации делеция PaKu70 может быть восстановлена ​​путем кроссинговера со штаммом дикого типа с получением потомства только с делецией целевого гена или аллельным обменом ( например точечная мутация)).

Вторичные метаболиты

Хорошо известно, что многие организмы во всех областях продуцируют вторичные метаболиты . Известно, что в этом отношении очень плодовиты грибы. В 1990-х годах добыча продуктов из рода Podospora шла полным ходом . Специально для Podospora anserina были обнаружены два новых натуральных продукта, классифицируемых как пентакетиды, в частности производные бензохинонов ; они показали противогрибковую, антибактериальную и цитотоксическую активность. Горизонтальный перенос генов обычен у бактерий и между прокариотами и эукариотами, но реже между эукариотическими организмами. Между грибами кластеры вторичных метаболитов являются хорошими кандидатами на ГПГ. Например, функциональный кластер генов ST , продуцирующий стеригматоцистин, был обнаружен у Podospora anserina и первоначально произошел от Aspergillus . Этот кластер хорошо законсервирован, особенно сайты связывания факторов транскрипции. Сам стеригматоцистин токсичен и является предшественником другого токсичного метаболита - афлатоксина .

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки