Относительно неизвестный грибок, случайно обнаруженный растущим на дереве акации в Северном Кейптауне, превратился в прожорливый организм, питающийся деревом, с огромным потенциалом в отраслях промышленности, основанных на возобновляемых ресурсах.
Впервые кто-то обратил внимание на Coniochaeta pulveracea более двухсот лет назад, когда южноафриканский миколог доктор Кристиан Хендрик Персун упомянул его в своей книге 1797 года по классификации грибов.
Теперь весь геном C. pulveracea был секвенирован микробиологами из Стелленбосского университета (SU) в Южной Африке, и отныне он дебютировал в киберпространстве с помощью нескольких твитов и хэштега. Все потому, что этот относительно неизвестный грибок обладает необычайной способностью разлагать древесину - отсюда и дескриптор «pulveracea», что означает порошкообразный.
В век биотехнологий, биотоплива и использования возобновляемого сырья, это важный грибок, на который следует обратить внимание, говорит профессор Альф Бота, микробиолог кафедры микробиологии SU.
За последние 25 лет появилось несколько сообщений о способности видов рода Coniochaeta быстро разлагать лигноцеллюлозу на ферментируемые простые сахара. Но пока только лаборатория профессора Боты работает над C. pulveracea.
Работа началась в 2011 году, когда он случайно оторвал хрупкую ветку, покрытую лишайником, от гниющей акации. В то время он отдыхал с семьей на ферме в Северном Кейптауне. «В то время мы искали грибы и дрожжи, которые могут разрушать древесину, поэтому я знал, что это что-то особенное, когда решил оставить ветку», - объясняет он. Но до настоящего времени, несмотря на многочисленные попытки, найти его снова не удалось.
Однако в лаборатории было очень волнительно, когда они заметили, что этот вид рода Coniochaeta буквально прогрызает себе путь зубочистками из березового дерева. Еще более поразительной была его способность превращаться из мицелиального гриба в дрожжевую в зависимости от окружающей среды.
«Это очень необычно для грибка. Обычно мы ожидаем такого поведения от некоторых грибковых патогенов», - объясняет Бота.
За последнее десятилетие Бота и его аспиранты сосредоточились на изучении поведения этого дрожжеподобного грибка. В 2011 году доктор Андреа ван Херден обнаружила, что он вырабатывает ферменты, которые расщепляют сложные структуры древесины до простых сахаров, питая сообщество окружающих грибов, не способных разлагать древесину. В 2016 году она опубликовала результаты своего исследования его способности переключаться на дрожжеподобный рост. Понимание этого процесса было бы важно для потенциального использования этих грибов в промышленных процессах.
В последнем исследовании студент магистра наук С. Дж. Борстлап работал с доктором Генрихом Волшенком, опытным молекулярным биологом, и доктором Риааном де Виттом из Центра биоинформатики и вычислительной биологии в SU, чтобы создать первый проект последовательности генома C, пульверацея. При размере генома в 30 миллионов нуклеотидов и более 10 000 генов это была непростая задача. В процессе он приобрел необходимые навыки кодирования, чтобы идентифицировать и назвать все 10 053 гена, а также определить те, которые ответственны за разрушающий древесину характер гриба.
Д-р Волшенк говорит, что следующим шагом будет понимание грибкового механизма разрушения древесины и производства сахаров на молекулярном уровне: «С имеющимся генетическим планом мы можем изучить сеть генов и белков, которые использует грибок. чтобы превратить древесину и другие подобные возобновляемые ресурсы в более ценные продукты», - объясняет он.