Arthrobotrys oligosporaのネマトード捕獲装置は,高温によって介在する鉄貯蔵システムです

科学分野:

• ミコロジー菌類学
• 進化生物学の進化生物学について
• バイオケミストリー バイオケミストリー

背景:

• ネマトード捕獲菌 (NTF) は,栄養素が少ない条件下でネマトードを捕獲するための特殊な構造を開発します.
• 鉄代謝は真菌生理学において重要な役割を果たしますが,NTFの捕獲機構におけるその具体的な役割は不明です.
• ほとんどの真菌は,保存されたCcc1媒介の真空鉄解毒経路を持っています.

研究 の 目的:

• NTFトラッピング装置内の電子密度の高い体の構成と機能を調査する.
• NTFにおける鉄の貯蔵と解毒メカニズムの進化史を調査する.
• NTFの進化と捕獲能力に対する環境要因,特に温度の影響を決定する.

主な方法:

• エネルギー分散型X線光譜法 (EDX) と伝送電子顕微鏡法 (TEM) を利用して,トラッピング装置の構成を分析した.
• ネマチキルの殺虫活性と捕獲装置の形成を評価するためのバイオアッセイを実施しました.
• 保存されたまたは欠落した鉄関連遺伝子 (例えば,Ccc1) を特定するためにゲノム解析を行った.
• ベイジアン・リラックス分子時計分析を用いて,進化の出来事の日付を決定した.
• トラップの形成と成長に対する温度の影響を評価するために,温度に依存するバイオアッセイを実施しました.

主要な成果:

• 捕獲装置内の電子密度の高い体を,新しい鉄貯蔵器官として特定し,他の細胞区画よりも鉄濃度が高い.
• すべての研究されたNTFには,Ccc1媒介の真空鉄解毒メカニズムがないことが確認されました.
• *A. oligospora*におけるCcc1遺伝子の異質発現が,捕獲とネマチシド活性を減少させることを実証した.
• Ccc1媒介の鉄貯蔵の喪失は,後期パレオゾーイク氷河期に起こったことを示した.
• 高い温度,捕獲装置の出現,およびdesferriferrichromeの獲得の間の強い相関を示した.
• トラップ形成は温度に依存し,最適な条件は30°C以下であり,自由鉄と温度との間には逆相関があることが判明した.

結論:

• グローバルな温度変動は,NTFの進化の重要な要因であり,それらのユニークな捕獲構造の発展に影響を与えています.
• 保存された鉄の解毒機構の喪失と特殊な鉄貯蔵器官の発達は,NTFにおける重要な適応である.
• NTFの捕獲装置は,環境温度によって影響される真核生物の鉄過負荷の新種の現象的指標を表しています.