Lekce o toleranci vůči soli od plísňovky

Mrtvé moře, bezodtoké slané jezero mezi Izraelem a Jordánskem, je divukrásné, položené 420 metrů pod hladinou oceánu a se salinitou 33,7 procenta je také jedním z nejslanějších jezer světa, ale svému jménu tak docela čest nedělá. Není totiž  úplně mrtvé. Ve skutečnosti tu žije pár druhů řas, bakterií a také hub a je to podle všeho dost drsná čeládka, když dovedou čelit tak extrémnímu prostředí. A také jsou pochopitelně nesmírně zajímaví. Jak to asi dělají? Jak dovedou přežít smrtící objetí tak strašlivě slané vody?

Tým, který vedli Eviatar Nevo z izraelské Univerzity v Haifě, Igor Grigoriev z Joint Genome Institute amerického ministerstva energetiky (DOE JGI) a Gerhard Ramboldz německé Univerzity v Bayreuthu, hledal tajemství odolnosti vůči Mrtvému moři v genomu vláknité vřeckovýtrusné houby plísňovky Eurotium rubrum.

Tým DOE JGI nejprve přečetl, poskládal a analyzoval genom plísňovky, který dosahuje velikosti 26,2 milionu párů bází. Objevili v něm něco přes 10 tisíc genů a také zjistili, že proteiny této sůl milující plísňovky obsahují vyšší množství aminokyselin kyseliny asparagové a kyseliny glutamové. Když Nevo a spol. porovnali sekvence genů dalších dvou slanomilných hub, stopkovýtrusné Wallemia ichthyophaga a vřeckovýtrusné kvasinky Hortaea werneckii, tak se ukázalo, že vyšší obsah kyselin asparagové a glutamové vlastně mají v proteinech všechny tři slanomilné houby. A prý je to velmi podobné i u halofilních bakterií a archaeí. Nejspíš půjde o součást tolerance na extrémní obsah soli ve vodě, která opakovaně vzniká drsnou konvergentní evolucí.

Ve snaze více poodhalit toleranci plísňovek vůči soli, je na Univerzitě v Haifě experimentálně pěstovali v pevných i kapalných médiích s obsahem nula až 90 procent vody Mrtvého moře. Posléze vyšlo najevo, že plísňovky tvoří životaschopné spory v prostředí s obsahem 70 procent vody Mrtvého moře. To pěkně odpovídá podmínkám, které panovaly v Mrtvém moři před 20 lety, kdy tam došlo k záplavám a následnému rozvoji vodního květu.

Na Univerzitě v Bayreuthu zase prostudovali transkriptom plísňovek a vyčetli z něj, že tyto zdatné houby neupadají v dramaticky slaném prostředí do dormantního stavu, jak bychom mohli čekat vzhledem k jejich velmi omezenému růstu, ale aktivně se snaží čelit přívalům soli svým metabolismem.

A proč je tak zajímavé studovat právě extrémně slanomilné houby? Nevo a spol. to považuje za povznášející a také velmi důležité, když se v našem světě šíří pouště a slané prostředí. Jejich výzkum nám pomůže pochopit mechanismy, s nimiž lze přežít Mrtvé moře a vůbec slané prostředí. Zároveň nám může napovědět, jak biotechnologiemi zlepšit odolnost zemědělských plodin vůči soli a jak přitom využít geny a metabolické dráhy slanomilů, jako jsou právě plísňovky. Zájem amerických energetiků také napovídá, že by odolnost vůči slanému prostředí mohla pomoct vyladit výrobu biopaliv, která je stále ještě v plenkách. V DOE JGI například hledají enzymy, s nimiž by mohli lépe zpracovat biomasu před její proměnou na biopalivo, k čemuž zhusta dochází ve slaném prostředí.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka PhD.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Použité zdroje:

(orig). Nature Communications 5: 3745.

(doplň.) DOE JGI News 9. 5. 2014.