Грибы представляют собой разнообразную группу организмов, постоянно присутствующих в повседневной жизни; от дрожжей, используемых для брожения пива и грибов в супермаркете, до патогена, ответственного за эпидермофитию стопы. Многие виды грибов растут, выделяя ферменты - процесс, который можно использовать в качестве биотехнологии для производства промышленных и медицинских продуктов.
В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, исследователи из Университета Цукубы сообщают об использовании изображений с высоким разрешением для картирования сложной последовательности событий, управляющих процессом роста грибка Aspergillus nidulans.
Большинство грибов растут за счет расширения гиф, которые представляют собой волокнистые структуры, состоящие из одной или нескольких клеток, заключенных в единую длинную клеточную стенку. Растущий кончик гифы загружен ChsB, ферментом синтеза клеточной стенки, который помогает удлинить клеточную стенку. ChsB переносится через гифу небольшими клеточными мешочками, называемыми везикулами. Чтобы гифы росли, транспорт и высвобождение ChsB этими везикулами должны быть точно рассчитаны по времени, и как именно достигается это время, неясно..
«Для транспортировки грузов к кончику гифы и обратно используются везикулы двух разных типов», - объясняет автор-корреспондент Норио Такешита. «Предыдущие работы в этой области предполагали, что секреторные везикулы (СВ) участвуют в транспорте ChsB. Однако это была только гипотеза, и многие детали отсутствовали, поскольку изображения, используемые для визуализации транспорта, были получены в ограниченные моменты времени и имели много фоновый шум."
Чтобы устранить эти недостатки, исследователи использовали технику, называемую высокоскоростной визуализацией с отслеживанием импульсов, которая позволила им отслеживать ChsB, объединяя его с маркером, излучающим красный флуоресцентный свет. После обесцвечивания фонового красного света с помощью лазерного луча отдельный луч был направлен на одно пятно в гифе, что привело к флуоресценции ChsB. Затем команда смогла проследить движение флуоресцентного ChsB по мере того, как везикулы несли его вокруг гифы.
Эта техника привела к минимальному фону и позволила делать снимки в среднем каждые 50 миллисекунд - уровень точности, ранее невиданный для гиф. Соответственно, исследование дало много нового понимания времени движения везикул во время роста грибов.
"Наш основной вывод о том, как моторные белки обеспечивают доставку пузырьков к кончику гифы." - заключает Такэсита. «Мы также впервые показали, что разные типы везикул движутся вдоль гифы с разной скоростью. Этот метод позволил нам раскрыть несколько деталей механизма, которые, как мы думаем, очень помогут усилиям по использованию видов грибов в сельском хозяйстве и других формах биотехнологии».