| Результаты этапа: Длительный эволюционный эксперимент, проводимый в строго контролируемых лабораторных условиях на аскомицетном грибе Podospora anserina (Rabenh.) Niessl, представляют большой интерес, так как является единственным продолжающимся на сегодняшний день исследованием на мицелиальных грибах. Он призван описать эволюционную динамику экспериментальных популяций, а также выяснить молекулярные механизмы наблюдаемых изменений. Рост восьми независимых линий поддерживается в жидкой питательной среде методом единовременных серийных пассажей.Анализ данных выявил 312 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) и в общей сложности 39 коротких инсерционно-делеционных мутаций (indels). Наблюдалась четкая тенденция к линейному увеличение количества SNP в зависимости от продолжительности эксперимента. Из 312 SNP 153 были зафиксированы в кодирующих областях генома P. anserina. Было обнаружено относительно немного синонимичных мутаций (38), 42 были классифицированы как нонсенс-мутации, 73 отнесены к миссенс-мутациям. Кроме того, 21 из 39 идентифицированных инделей также были локализованы в кодирующих областях, причем большая часть из них (17 из 21) – это фреймшифт-мутации. Практически для всех мутаций в нашей модельной системе выполняется эмпирическое правило: единожды закрепившись, данная мутация сохраняется во времени. Проведенный анализ состава липидов в рамках исследования микроэволюционных преобразований в независимых линиях модельного аскомицетного гриба P. anserina в условиях непрерывного погруженного культивирования показал, что продолжительный погруженный рост поддерживает мицелий в физиологически молодом состоянии. Не участвующие в эксперименте дикие штаммы, будучи проведенными через несколько пассажей на агаризованной среде, развивают характерный для P. anserina «синдром старения». У разных линий, исследованных в 3 временных точках, относительное содержание основных липидов варьировало незначительно, и при этом в них не были обнаружены маркеры, коррелирующие с развитием «синдрома старения». Отсутствие существенных изменений у большинства видов липидов в экспериментальных линиях гриба позволяет предположить, что для адаптации мембран к новым условиям окружающей среды требуется лишь небольшая часть липидома. В изучаемой модельной системе нам впервые удалось обнаружить параллелизмы на уровне паралогов. Данная категория генов P. anserina включает 16 белок-кодирующих последовательностей, которые распадаются на 5 групп гомологов. Причем, гомологи внутри каждой группы очень близки друг другу. Согласно биоинформатическому прогнозу, предполагаемые белковые продукты описываемых генов-паралогов выполняют одну и ту же биологическую функцию либо близкие функции. Более того, у P. anserina нами была описана параллельная эволюция на уровне функций белков. Проведена работа по закладке дополнительного эволюционного эксперимента, направленного на адаптацию мицелия P. anserina к труднодоступным белковым субстратам. Для этого выполнены сравнительные предварительные испытания, связанные с выяснением изменения скорости деградации белковых субстратов, а также возможного изменения спектра и увеличения выхода секретируемых протеолитических ферментов при использовании таких пищевых субстратов как казеин, желатин, глютен. Предварительные результаты на
неадаптированном диком штамме P. anserine показали быстрый рост на глютене. По прошествии 7 сут культивирования максимальная протеолитическая активность была выявлена для аминопептидаз, отщепляющих лейцин. На втором месте по активности оказалась пролиновая экзопептидаза. Наименьшую активность показали эндопептидазы и фенилаланиновые экзонуклеазы. Наиболее явно отличия были выражены через 20 часов от начала экспозиции. |
