研究发现一些致病真菌可通过细胞之间微小的缝隙生长

筑波大学的研究小组发现了一些导致疾病的真菌通过挤压植物或动物细胞之间的微小缝隙来渗透组织的新情况。 真菌是自然界腐烂和分解循环系统的一个重要组成部分。丝状真菌通过延伸被称为菌丝的细线在表面扩散和渗透。

在生物体内引起疾病的真菌可以穿透紧密连接的植物或动物细胞之间的空间，但是它们的菌丝如何做到这一点，以及为什么其他真菌物种的菌丝不能做到，一直不清楚。

现在，由筑波大学竹下纪夫教授领导的一个小组与名古屋大学和墨西哥的合作者一起发现了一个有助于解释物种之间差异的关键特征。他们比较了来自不同分类组的七种真菌，包括一些在植物中引起疾病的真菌。

该小组测试了这些真菌在遇到意味着它们必须通过非常狭窄的通道的障碍物时如何反应。这些通道只有1微米宽，比真菌菌丝的直径还要窄，在不同的物种中通常为2-5微米。

一些物种很容易通过狭窄的通道生长，在遇到通道之前，在延伸通过通道时，以及在出现之后，都保持类似的生长速度。相反，其他物种则受到严重阻碍。菌丝要么停止生长，要么非常缓慢地通过通道生长。这是因为菌丝有时会发展出一个肿胀的顶端，并变得去极化，因此它们不能保持其先前的生长方向。

研究发现生长中断的趋势并不取决于菌丝的直径，也不取决于真菌的关系有多密切。然而，生长速度更快、细胞内压力更大的物种更容易出现体内环境被真菌破坏的问题。

通过观察活的真菌中的荧光染料，研究小组发现，在生长中断的真菌中，细胞内的过程变得有缺陷。供应脂质和蛋白质的小包裹（囊泡，在菌丝延伸时组装新的膜和细胞壁所需）在通过通道的生长过程中不能够再正确组织。

竹下教授说：“我们首次表明，在细胞的可塑性和生长速度之间似乎存在着一种权衡，当一个快速生长的菌丝通过一个狭窄的通道时，大量的囊泡聚集在收缩点，而不是沿着生长的顶端传递。这导致了去极化的生长：顶端在离开通道时膨胀，不再延伸。相反，较慢的生长速度允许菌丝保持细胞极性机制的正确定位，允许生长继续通过封闭的空间。”

除了帮助解释为什么某些真菌可以穿透表面或活体组织外，这一发现对于未来的真菌生物技术和生态学研究也将是非常重要。