Более теплый климат может сделать грибки более опасными для нашего здоровья

Патогенные грибки (Candida, Aspergillus, Cryptococcus и другие) — известные убийцы людей с ослабленным иммунитетом. Здоровым людям, однако, в основном не приходится беспокоиться о них, а подавляющее большинство потенциально патогенных грибков на нашей планете плохо переносят тепло нашего тела.

Новое исследование, проведенное Медицинской школой Университета Дьюка, показало, что повышенная температура заставляет патогенный грибок Cryptococcus deneoformans изменять свои адаптивные реакции на перенапряжение. Это увеличивает количество генетических изменений, некоторые из которых, вероятно, приведут к повышению устойчивости к жаре, а другие — к повышению патогенного потенциала.

В частности, более теплые температуры заставляют больше мобильных элементов гриба, или прыгающих генов, вставать и перемещаться в ДНК гриба, что приводит к изменениям в использовании и регуляции его генов. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Эти мобильные элементы, вероятно, способствуют адаптации в окружающей среде и во время инфекции, — поясняет Асия Гуса, доктор философии, сотрудник кафедры молекулярной генетики и микробиологии Медицинской школы Дьюка. — Это может произойти еще быстрее, потому что тепловой стресс увеличивает количество возникающих мутаций».

Ученые отмечают, что они не являются инфекционными заболеваниями в смысле передачи. Люди не передают грибки друг другу, но споры находятся в воздухе. Мы постоянно вдыхаем споры грибков, и наши иммунные системы приспособлены для борьбы с ними.

Споры грибков обычно крупнее вирусов, поэтому имеющихся масок COVID, вероятно, будет достаточно, чтобы остановить их. Это поможет сделать и тепло тела в данный момент.

«Распространенность грибковых заболеваний растет, особенно в связи с увеличением числа людей с ослабленной иммунной системой или сопутствующими заболеваниями, — рассказывает Гуса. — В то же время патогенные грибы могут адаптироваться к более теплым температурам».

В лаборатории профессора Сью Джинкс-Робертсон Гуса провела исследование, посвященное трем транспозиционным элементам, которые были особенно активны во время теплового стресса у C. deneoformans. Но у этого вида легко найти еще 25 или более транспозиционных элементов, которые могут быть мобилизованы.

Команда использовала секвенирование ДНК с длинным прочтением для обнаружения изменений, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными. Вычислительный анализ позволил им составить карту транспозонов, а затем выяснить, как они перемещаются.

Тепловой стресс ускорил мутации. После 800 поколений культивирования в лабораторных условиях частота транспозонных мутаций была в пять раз выше у грибов, выращенных при температуре тела (37°C), по сравнению с грибами, выращенными при 30°C.

Один из транспозиционных элементов, называемый T1, обычно вставлялся между кодирующими генами, что могло привести к изменениям в способе управления генами. В последовательность гена часто вставляется элемент под названием Tcn12, который потенциально вмешивается в функцию этого гена и может привести к лекарственной устойчивости. А третий вид, Cnl1, как правило, обнаруживается вблизи теломер на концах хромосом или в теломерных последовательностях, которые, как отмечается, не до конца изучены.

Мобилизация транспозируемых элементов также, по-видимому, увеличивается у грибов, живущих на мышах, больше, чем в лабораторной культуре.

«Мы увидели доказательства того, что все три транспозируемых элемента мобилизуются в геноме гриба в течение десяти дней после заражения мышей», — делятся специалисты. 

Исследователи предполагают, что дальнейшие проблемы с выживанием животных из-за иммунных реакций и других стрессовых факторов могут привести к еще большей активности транспозонов.

«Это увлекательное исследование, которое показывает, как повышение глобальной температуры может непредсказуемым образом повлиять на эволюцию грибов», — отмечает доктор Артуро Касадевалль, заведующий кафедрой молекулярной микробиологии и иммунологии Университета Джона Хопкинса.

Эксклюзивный перевод*

Фото: Центры США по контролю и профилактике заболеваний

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Имплантируемые батареи, потребляющие кислород, помогают убить рак

578 Несмотря на десятилетия исследований и десятки миллиардов долларов, потраченных на исследования и лечение во …