Als nematoden nachtmerries hebben, dromen ze misschien van de angst levend opgegeten te worden door een vleesetende schimmel genaamd Artrobotrys oligospora. De echte schimmel kan soms kleverige vallen voor deze wormen zetten. Het is een van de meer dan 700 bekende soorten vleesetende paddenstoelen. Nieuwe ontdekkingen over de onderliggende processen achter de unieke eetgewoonten worden beschreven in een onderzoek dat op 21 november in het open access tijdschrift is gepubliceerd. PLoS-biologie.
[Related: Parasitic Fungi Can Fuse A Nematode’s Gut Into One Cell.]
Nematoden zijn meestal niet het eerste A. oligospora’s menu. De schimmel haalt zijn voedingsstoffen meestal uit rottend organisch materiaal. Uithongering en de aanwezigheid van wormen in de buurt kunnen deze en andere schimmels ertoe aanzetten vallen te creëren om de wormen te vangen en op te eten. Nog een vleesetende schimmel genaamd Pleurotus ostreatus of de oesterzwam gebruikt zelfs zenuwgas als methode om nematoden te vangen.
A. oligospora heeft een andere aanpak. Het gebruikt over het algemeen kleverige afscheidingen om wormen vast te pinnen voordat ze een maaltijd worden. Eerdere studies hebben enkele van de biologische processen en genetica erachter aangetoond A. oligospora’s roofdier-prooi-relatie, maar de moleculaire details van het proces zijn over het algemeen onduidelijk gebleven.
“Ik vind het fascinerend om te bedenken dat er vlak onder onze voeten in de grond microroofdieren zitten A. oligospora ontwikkelen voortdurend nieuwe manieren om nematodenprooien te jagen, te vangen en te consumeren en die bestaan [a] voortdurende evolutionaire wapenwedlopen tussen deze vleesetende schimmels en nematoden”, zegt co-auteur en moleculair bioloog Yen-Ping Hsueh. PopSci.
Om dit te onderzoeken ontwierpen Hsueh en een team van Academia Sinica in Taipei, Taiwan een reeks laboratoriumexperimenten om de betrokken genen en processen te achterhalen. A. oligospora jaagt op de zogenaamde nematodenworm Caenorhabditis elegans. Ze gebruikten een techniek genaamd RNAseq om het activiteitsniveau in verschillende schimmelgenen op verschillende tijdstippen te zien. Wanneer A. oligospora Voor het eerst waargenomen door de worm, nemen twee afzonderlijke functies toe: DNA-replicatie en ribosoomproductie. Dit zijn de structuren die eiwitten in de cel bouwen. Vervolgens neemt de activiteit toe bij veel genen die coderen voor eiwitten die de schimmel waarschijnlijk helpen bij het bouwen en gebruiken van zijn vallen. Deze vallen omvatten uitgescheiden wormkleefeiwitten en een familie van eiwitten die het team voor het eerst heeft geïdentificeerd.
“De meest verrassende bevinding is de dramatische uitbreiding en diversificatie van de DUF3129-genenfamilie in A. oligospora vergeleken met andere paddenstoelen”, zegt Hsueh. “We hebben leden van deze familie ‘Trap Enriched Proteins’ of TEP’s genoemd, omdat ze zich lokaliseren in schimmelvallen en bijdragen aan de adhesie van de val en de vangst van nematoden.”
Daarna A. oligospora heeft filamenteuze structuren, hyfen genaamd, in de worm uitgebreid om deze te verteren, de activiteit van genen die coderen voor verschillende enzymen die proteasen worden genoemd, neemt ook toe. Een groep genaamd metalloproteasen, die andere eiwitten afbreekt, nam zelfs nog verder toe. Het team is van mening dat dit daarop wijst A. oligospora gebruikt deze proteasen om wormen zoals nematoden te helpen verteren.
[Related: Nightmare-fuel fungi exist in real life.]
Dit onderzoek zou kunnen dienen als basis voor meer onderzoek naar andere relaties tussen schimmels en roofdieren, en hoe A. oligospora voedt zich met deze wormen.
“Onze volgende stappen zijn het verder onderzoeken van de moleculaire functie van hoe vallen zich aan nematoden hechten”, zegt Hsueh. “Het is verrassend hoe de vallen de nematoden in zo’n korte tijd vangen, en de binding van de vallen is sterk genoeg dat de nematoden bijna nooit de kans krijgen om te ontsnappen als ze eenmaal gevangen zitten.”