Naukowcy z Kilonii odkrywają tajemnice transferu genów u grzybów!

Naukowcy z Kilonii odkrywają tajemnice transferu genów u grzybów!

Europejska Rada ds. Badań Naukowych (ERC) finansuje nowy, przełomowy projekt na Uniwersytecie Christiana Albrechta w Kilonii (CAU). Dr Michael Habig i jego grupa robocza ds. genetyki ewolucyjnej grzybów otrzymają początkowy grant w wysokości około 1,5 miliona euro na projekt „MobiChrom: Mobile eukariotic chromosomes in fungal pathogens”, który rozpocznie się 1 stycznia 2026 r. i potrwa pięć lat. Badania prowadzone są zarówno w Kilońskim Centrum Ewolucji (KEC), jak i w Centrum Badań Podstawowych w Translacyjnej Biologii Ewolucyjnej (CeTEB). Celem projektu jest rozszyfrowanie sposobu działania poziomego transferu chromosomów u grzybów, jego podstaw genetycznych oraz zbadanie jego znaczenia w biologii ewolucyjnej.

Horyzontalny transfer genów (HGT) odnosi się do transferu informacji genetycznej pomiędzy istniejącymi organizmami, a nie tylko od rodziców do potomstwa. Proces ten obserwuje się przede wszystkim u prokariotów, zwłaszcza bakterii, i umożliwia szybką adaptację do zmian środowiskowych. Natomiast mechanizm ten rzadko badano u grzybów, chociaż niektóre mogą przenosić całe chromosomy między różnymi osobnikami. Głośny Wikipedia HGT promuje uniwersalność kodu genetycznego i umożliwia wymianę genetyczną w biosferze.

Cel projektu

Projekt „MobiChrom” skupia się na chromosomach dodatkowych, które nie są niezbędne do życia i mogą być przekazywane pomiędzy osobnikami grzybów. Zespół badawczy wykorzysta system modelowy składający się z pięciu gatunków grzybów z rodzaju Metarhizium, które żyją w symbiozie z korzeniami roślin i atakują owady. Dochodzenie ma kilka głównych celów:

• Bestimmung der Organismen, bei denen akzessorische Chromosomen vorkommen.
• Erfassung der Häufigkeit und Übertragungsraten akzessorischer Chromosomen.
• Verständnis der Auswirkungen auf die evolutionäre Dynamik verschiedener Pilzarten.

Zespół zbada także, które geny na ruchomych chromosomach wpływają na szkodliwość dla organizmów gospodarzy i jakie mechanizmy molekularne kontrolują transfer. Poprzednie ustalenia pokazują, że transfer ten zachodzi regularnie u niektórych grzybów i może zapewnić korzyści ewolucyjne, co ma duże znaczenie dla biologii grzybów chorobotwórczych.

Trafność i kontekst

Poziomy transfer genów staje się coraz ważniejszy nie tylko u prokariotów, ale także w coraz większym stopniu u eukariontów. Ostatnie badania pokazują, że HGT wytwarzany przez drobnoustroje może wpływać na organizmy wyższe, takie jak rośliny i zwierzęta. Wymiana materiału genetycznego między różnymi gatunkami może sprzyjać adaptacji ewolucyjnej i dlatego jest istotnym elementem różnorodności biologicznej. Jak w analizie PMCID wspomniano, HGT jest kluczowym mechanizmem leżącym u podstaw ewolucji drobnoustrojów i ma znaczące implikacje dla zdolności organizmów do przystosowania się do środowiska.

Podsumowując, projekt MobiChrom odegra znaczącą rolę w zrozumieniu poziomego transferu chromosomów u grzybów, a jego konsekwencje dla biologii grzybów chorobotwórczych będą dalej badane. Podejście interdyscyplinarne, w którym łączy się genetykę ewolucyjną i mechanizmy molekularne, może otworzyć nowe perspektywy w zakresie interakcji między grzybami a ich żywicielami i dlatego ma duże znaczenie naukowe.