遺傳變化是真菌產(chǎn)生的毒素組中不同結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)
對(duì)九種真菌的分析為進(jìn)化過(guò)程提供了證據(jù),這些進(jìn)化過(guò)程導(dǎo)致了一系列被稱為單端孢霉烯的真菌毒素的結(jié)構(gòu)差異。美國(guó)農(nóng)業(yè)部的羅伯特普羅克特和來(lái)自美國(guó)農(nóng)業(yè)部,韓國(guó)農(nóng)村發(fā)展管理局和西班牙龐費(fèi)拉達(dá)萊昂大學(xué)的同事將這些發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)在PLOS病原體中。
一些感染植物和昆蟲的真菌會(huì)產(chǎn)生單端孢霉烯,如果存在于食物或飼料中,這些毒素中的一些會(huì)危害人類和動(dòng)物的健康。單端孢菌素都具有相同的基本三環(huán)分子結(jié)構(gòu),但它們有150多種不同的形式,每種形式都有不同的成分附著在環(huán)上。然而,導(dǎo)致這些不同形式的進(jìn)化過(guò)程尚不清楚。
為了研究單端孢霉烯的進(jìn)化,研究人員匯編了來(lái)自9個(gè)屬的14種不同真菌物種的基因組序列,重點(diǎn)是參與單端孢霉烯合成的基因簇(TRI基因)。他們還進(jìn)行了分析化學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn);例如,他們刪除了一種真菌中的某些TRI基因,并評(píng)估了缺失對(duì)單端孢霉烯結(jié)構(gòu)的影響。
分析表明,不同的單端孢霉烯結(jié)構(gòu)可能是由于TRI基因的獲得,喪失和功能變化引起的,因?yàn)檎婢锓N在其不同的棲息地中進(jìn)化和分化。TRI基因的不同組合和版本是當(dāng)今物種之間所見(jiàn)的單端孢霉烯結(jié)構(gòu)的多樣性的原因。一些真菌甚至獨(dú)立地獲得了對(duì)單端孢霉烯結(jié)構(gòu)具有相同作用的不同基因。
研究人員利用他們的數(shù)據(jù)提出了在TRI基因簇進(jìn)化歷史中遺傳變化如何影響單端孢霉烯結(jié)構(gòu)的情景。在一種情況下,由農(nóng)業(yè)上重要的真菌Fusarium產(chǎn)生的單端孢菌素的結(jié)構(gòu)修飾丟失,重新獲得,并且通過(guò)基因的喪失,不同基因的獲得,然后失去后者基因而再次喪失。
正如棲息地的差異推動(dòng)了達(dá)爾文雀在加拉巴哥群島上的形態(tài)多樣化,棲息地的差異可能會(huì)導(dǎo)致真菌毒素的結(jié)構(gòu)多樣化。尚待確定棲息地中的哪些因素驅(qū)動(dòng)了單端孢霉烯結(jié)構(gòu)多樣性。
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