筑波大學(xué)的研究小組發(fā)現(xiàn)了一些導(dǎo)致疾病的真菌通過擠壓植物或動(dòng)物細(xì)胞之間的微小縫隙來滲透組織的新情況。 真菌是自然界腐爛和分解循環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。絲狀真菌通過延伸被稱為菌絲的細(xì)線在表面擴(kuò)散和滲透。

在生物體內(nèi)引起疾病的真菌可以穿透緊密連接的植物或動(dòng)物細(xì)胞之間的空間，但是它們的菌絲如何做到這一點(diǎn)，以及為什么其他真菌物種的菌絲不能做到，一直不清楚。

現(xiàn)在，由筑波大學(xué)竹下紀(jì)夫教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組與名古屋大學(xué)和墨西哥的合作者一起發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有助于解釋物種之間差異的關(guān)鍵特征。他們比較了來自不同分類組的七種真菌，包括一些在植物中引起疾病的真菌。

該小組測(cè)試了這些真菌在遇到意味著它們必須通過非常狹窄的通道的障礙物時(shí)如何反應(yīng)。這些通道只有1微米寬，比真菌菌絲的直徑還要窄，在不同的物種中通常為2-5微米。

一些物種很容易通過狹窄的通道生長(zhǎng)，在遇到通道之前，在延伸通過通道時(shí)，以及在出現(xiàn)之后，都保持類似的生長(zhǎng)速度。相反，其他物種則受到嚴(yán)重阻礙。菌絲要么停止生長(zhǎng)，要么非常緩慢地通過通道生長(zhǎng)。這是因?yàn)榫z有時(shí)會(huì)發(fā)展出一個(gè)腫脹的頂端，并變得去極化，因此它們不能保持其先前的生長(zhǎng)方向。

研究發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)中斷的趨勢(shì)并不取決于菌絲的直徑，也不取決于真菌的關(guān)系有多密切。然而，生長(zhǎng)速度更快、細(xì)胞內(nèi)壓力更大的物種更容易出現(xiàn)體內(nèi)環(huán)境被真菌破壞的問題。

通過觀察活的真菌中的熒光染料，研究小組發(fā)現(xiàn)，在生長(zhǎng)中斷的真菌中，細(xì)胞內(nèi)的過程變得有缺陷。供應(yīng)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的小包裹(囊泡，在菌絲延伸時(shí)組裝新的膜和細(xì)胞壁所需)在通過通道的生長(zhǎng)過程中不能夠再正確組織。

竹下教授說："我們首次表明，在細(xì)胞的可塑性和生長(zhǎng)速度之間似乎存在著一種權(quán)衡，當(dāng)一個(gè)快速生長(zhǎng)的菌絲通過一個(gè)狹窄的通道時(shí)，大量的囊泡聚集在收縮點(diǎn)，而不是沿著生長(zhǎng)的頂端傳遞。這導(dǎo)致了去極化的生長(zhǎng)：頂端在離開通道時(shí)膨脹，不再延伸。相反，較慢的生長(zhǎng)速度允許菌絲保持細(xì)胞極性機(jī)制的正確定位，允許生長(zhǎng)繼續(xù)通過封閉的空間。"

除了幫助解釋為什么某些真菌可以穿透表面或活體組織外，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于未來的真菌生物技術(shù)和生態(tài)學(xué)研究也將是非常重要。