Грибы-долгожители, растущие в «кольцах фей», со временем накапливают на удивление мало мутаций. Это открытие указывает на то, что их защита от вредных мутаций хорошо развита. Результаты, которые будут опубликованы в уважаемом журнале Current Biology, представляют интерес как с точки зрения медицины, так и с точки зрения эволюционной биологии.
У всех живых существ каждая клетка содержит ДНК, которая кодирует функции, которые может выполнять клетка. Изменения в ДНК, «мутации», могут вызвать потерю клеточной функции, повышая риск заболевания. Поэтому важно, чтобы ДНК оставалась неизменной с течением времени. Всякий раз, когда клетка делится, существует повышенный риск новых мутаций. Таким образом, долгоживущие организмы, в которых каждая клетка может дать ДНК следующему поколению, особенно уязвимы для вредных мутаций. В этом исследовании исследователи изучили скорость и характер мутаций в одном из видов долгоживущих грибов (Marasmius oreades, шотландский шляпник или «гриб с кольцами фей»), который образует «кольца фей».
Кольца фей можно найти на лужайках или в лесах и лесах. Иногда можно различить более темный круг в растительности под грибами или круг мертвой травы в засушливые периоды. Исторически кольца фей ассоциировались с различными сверхъестественными понятиями, такими как следы котлов ведьм, танцующих эльфов или других волшебных существ. В настоящее время мы знаем, что волшебное кольцо образовано круглым подземным мицелием, основным телом гриба (состоящим из перепутанной паутины нитей, называемых гифами), которое растет радиально наружу от исходной точки, со временем отмирая в середина. Как и у большинства других видов грибов, каждая клетка мицелия может образовывать плодовое тело и давать начало новому поколению грибов.
В текущем исследовании исследователи использовали волшебные кольца Marasmius oreades в сочетании с секвенированием ДНК всего генома для изучения мутаций. Количество мутаций оказалось поразительно малым, учитывая количество произошедших клеточных делений.
При изучении мутаций вы часто используете клеточные линии в лаборатории, что непрактично в течение длительного времени. В кольцах фей мы можем в какой-то момент времени изучить появление и накопление мутаций в течение многих лет, а также в естественной среде организма. Интересно, что мы обнаружили гораздо меньше мутаций, чем ожидали», - говорит Маркус Хилтунен, аспирант и ведущий автор исследования.
Результаты показывают, что такие долгоживущие грибы обладают способностью защищать себя от накопления вредных мутаций. Таким образом, углубленное изучение клеточных процессов у этих грибов может дать важные новые знания о проблемах, которые необходимо решить, чтобы сделать их долголетие достижимым.
Механизм, обеспечивающий эту защиту, в настоящее время неизвестен, но ведущими кандидатами являются чрезвычайно эффективные системы репарации ДНК или асимметричное деление ДНК во время клеточного деления, когда мутировавшая ДНК может оставаться позади, когда грибок растет наружу. Но это необходимо в новых исследованиях», - говорит Ханна Йоханнессон, возглавляющая исследовательскую группу в Университете Упсалы.
Исследование расширяет знания о проблемах и решениях, которые необходимы людям, чтобы стареть и размножаться в преклонном возрасте. Это актуально в таких областях, как эволюционная биология и исследования рака.