これらの小さな虫は肉食菌類には敵わない

線虫が悪夢を見るのなら、アルスロボトリス・オリゴスポラと呼ばれる肉食菌に生きたまま食べられるという恐怖を夢で見ているのかもしれない。この実在する菌は、線虫を捕らえるために粘着質の罠を仕掛けることがある。これは、700種以上知られている肉食菌の1つである。この菌のユニークな食習慣の背後にある基本的プロセスに関する新たな発見が、11月21日にオープンアクセスジャーナルPLoS Biologyに掲載された研究で説明されている。

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線虫は、通常、 A. oligospora のメニューの第一候補ではありません。この菌類は、通常、腐敗した有機物から栄養を得ます。飢餓や近くに虫がいると、この菌類や他の菌類は、虫を捕らえて食べるための罠を作ることがあります。別の肉食菌類であるPleurotus ostreatusまたはヒラタケは、線虫を捕らえる方法として神経ガスさえ使用します。

A. oligospora は異なるアプローチをとっています。通常、粘着性の分泌物を使用して、虫が餌になる前に固定します。以前の研究では、 A. oligospora の捕食者と被食者関係の背後にある生物学的プロセスと遺伝学の一部が明らかにされていますが、そのプロセスの分子的詳細は一般に不明のままです。

「私たちの足元の土の中に、 A. oligosporaのような微小捕食者がいて、線虫の獲物を狩り、捕らえ、食べるための新しい方法を絶えず進化させており、これらの肉食菌と線虫の間で進化の軍拡競争が絶えず行われていると考えると、とても興味深いと思います」と、研究の共著者で分子生物学者のYen-Ping Hsueh氏はPopSciに語った。

調査のため、Hsueh氏と台湾の台北にある中央研究院の研究チームは、 A. oligosporaがCaenorhabditis elegansと呼ばれる線虫種を捕食するときに関与する遺伝子とプロセスを特定する一連の実験室実験を設計した。彼らはRNAseqと呼ばれる技術を使用して、さまざまな時点でさまざまな真菌遺伝子に発生する活動レベルを確認した。A . oligosporaが最初に線虫を感知すると、DNA複製とリボソームの生成という2つの別々の機能が増加する。これらは細胞内でタンパク質を構成する構造である。次に、真菌がトラップを構築して使用するのに役立つと思われるタンパク質をコードする多くの遺伝子の活動が増加する。これらのトラップには、分泌された線虫接着タンパク質と、チームが初めて特定したタンパク質ファミリーが含まれる。

「最も驚くべき発見は、他の菌類と比較して、 A. oligosporaの DUF3129 遺伝子ファミリーが劇的に拡大し、多様化していることです」と Hsueh 氏は言います。「このファミリーのメンバーは、菌類トラップに局在し、トラップの接着と線虫の捕獲に寄与するため、私たちはこれを「トラップ濃縮タンパク質」または TEP と名付けました。」

A. oligosporaが菌糸と呼ばれる糸状の構造を虫の中に伸ばして消化すると、プロテアーゼと呼ばれるさまざまな酵素をコードする遺伝子の活性も高まります。他のタンパク質を分解するメタロプロテアーゼと呼ばれるグループは、さらに増加し​​ます。研究チームは、これはA. oligospora がこれらのプロテアーゼを使用して線虫などの虫の消化を助けていることを示唆していると考えています。

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この研究は、他の菌類の捕食者と被食者の関係や、 A. oligospora がこれらの虫をどのように捕食するかについてのさらなる研究の基礎となる可能性があります。

「次のステップは、トラップが線虫に付着する分子機能をさらに調査することです」とシュエ氏は言う。「トラップが線虫をこんなに短時間で捕らえるのは驚きです。また、トラップの結合力は線虫が捕らえられた後、逃げるチャンスがほとんどないほど強力です。」