Я хочу объяснить исчерпывающе почему нам, вообще, интересна сопротивляемость грибов типичным для них инфекциям, почему я на этом акцентируюсь и уже не раз делал оговорки, об этом, равно как и о том, что веселка или негниючники успешно им противостоят.
Как я говорил в царстве грибов известно лишь 73 вируса, немного менее 150 бактериальных инфекций, а основные болезни грибов связаны с грибками и их десятки тысяч болезней. Разберем, что такое грибки, их также называют микромицетами, в противовес макромицетам, грибам в обычном смысле, с макроскопическими плодовыми телами, хотя это деление условно. (Я буду стараться предельно упрощать аспекты микологии, но избежать профанации, это безумно трудно, микаология это самая сложная и самая малоисследованная отрасль биологии, а тут я её стыкую ещё с молекулярной биологей, в том аЧПКТе, котораю.........у жуть............. проще и более исследована, чем микология этак на 0,00001%).
Во-первых это анаморфы сумчатых грибов, аскомицетов, так наз., несовершенная стадия. Аскомицеты это такие грибы как сморчки, строчки, трюфели, кордицепс, спорынья, пенициллумы и дрожжи, которые вторично-одноклеточные организмы. Для них характерны споры обычно по 8 штук в образованиях наподобие сумки, аска. Споры в одной сумке образуются путем комбинации мейоза и митоза, споры сумчатых грибов называют аксоспорами. А то что анаморфы несовершенная, стадия полразумевает, то что они имеют гаплоидный мицелий. Сумчатые грибы которые я привел как пример, это телоеморфы, они способны к размножению аскоспорами, а анаморфы способны только к размножению конидиями, к бесполому размножению. В виде такой несовершенной формы некоторые виды способны оставаться неопределенно долгое время и для них характерно неограниченное деление клеток. Предел Хейфлика на ограниченное число делений клеток им не известен. Этот предел завязан на сокращение концевых участков ДНК теломер, которые не могут повторять ферменты ДНК-полимеразы-α, стартующие репликацию ДНК, потому их называют ещё праймазами. Однако, если в клетках активны ферменты теломеразы они наращивают их и не происходит такого сокращения. По характеру действия теломеразы являются обратными транскриптазами. Потому, забегая вперед скажу что ингибиторы прайсаз и обратных трпнскриптаз нам интереснее всего среди грибных БАВ в плане онкологии. Для большинства клеток человека предел Хейфлика 52 деления. Также он сокращается из-за эрозии теломер рекомбиназами и иных механизмов завязанных на репарацию поврежденных ДНК. При исчерпании теломер включается программа клеточного апоптоза. Теломеразы активны в половых клетках нормальных прокариот, в клетках предшественниках половых клеток и некоторых иных недифференцированных клетках. Чаще всего они активны и в раковых клетках. В нормальных соматических клетках большинства организмов они не активны.
Культуры клеток HeLa, часто применяемые как модели в исследованиях по онкологии, это клетки опухоли шейки матки некой Гкнриеты Лакс, умершей в 50-е, делятся так с тех пор благодаря теломеразному бессмертию. А культура почвенного грибка Beauveria nivea продуцента мощного иммунодепрессанта циклоспорина в лабораториях таким бессмертным образом делится в лабораториях с 30-х, а с 70-х в ферментерах фармакологических компаний. И лишь недавно в 1996 выяснилось, что этот грибок бесполая анаморфа редкого кордицепса безножкового Cordyceps subsessilis. В теломорфе вроде и нет никакого намека не только, на циклоспорин, но и на нерибосомные пептиды, к коим он относится, но этот переход случается крайне редко. Грибок размножался на глазах людей десятки лет. Такой всем известный грибок как зеленая триходерма, зеленая плесень, это анаморфа гриба гипокреи рыжей, переход более-менее регулярен. Для многих грибков не известны теломорфы и они размножаются таким бессмертным образом на глазах ученых тоже десятки лет. Их объединили в полифелититческую группу, то есть, разнородную по генетике, несовершенных грибов или дектеромицетов, эта группа условна.
Судя по всему некоторые из дейтеромицетов утратили способность переходить в телеоморфы. Исследования по их генетике показывают определенную аналогию с иными проонкогенными механизмами бессмертия раковых клеток. Когда культуры клеток обычных прокариот подходят к пределу Хейфлика их старение можно замедлить выключением антионкогенных факторов и включению проонкогенных, концевые участки ДНК при этом сильно нарушаются, клетки мутируют, но деление продолжается. Судя по всему что-то такое мы имеем и в случае некоторых так наз. дейтеромицетов.
Также к высоко вирулентным инфекциям грибов макромицетов относятся и зигомицеты, это такие грибки как ризопус и мукор, они имеют также гаплоидный мицелий двух полов (-) и (+), который периодически сливается в зиготы, их митотическим делением с последующим мейозом и заканчиваетмя совершенная форма гриба. Зигомицеты также по всему полифиллетическая, многородная по генетике или даже парафилетическая, разнородная группа и столь же искуственна по составу.
Есть также иные группы грибов и грибоподобных организмов вирулентных для грибов, например, актномицеты, которые сами продуцируют близкие к токсином поганок и лепиот матричные ингибиторы синтеза ДНК, хитридиомицеты, оомицеты, которых выкинули из грибов, и слизевики - иноплагетные монстры из фильмов ужаса, на амебиальной стадии, потом почти как грибы в спроношении. Эти группы борятся между собой отчасти тем же самым оружием, что и макромицеты против них всех вместе взятых. Актномицины применяют как противоопухолевые агенты не смотря на их высокую токсичность. Нас интересуют в первую очередь вещества съедобных грибов, неядовитых и нетоксичные вещества ядовитых грибов, которые могут давать примерно то же самое. Эти вещества и их биосинтез возник в результате естественного отбора, мы к ним привычны, они для нас в целом малотоксичны и не аллергены, иначе бы зачем естественному отбору снабжать нас трегалазами.
Таким образом, первый элемент сближающий злокачественные клетки с вирулентными для грибов грибками это способность многих из них к неограниченному делению клеток, механизмы завязанные селективно на эту их способность, как я покажу, приоритетная мишень многих низкомолекулярных БАВ грибов, а часть этих БАВ неопасна или малоопасная для человека и его нормальных соматических клеток, как она неопасна нормальным соматическим клеткам самих грибов, многие из которых мы употребляем в пищу.
Во-вторых, вирулентные для грибов грибки размножаются очень быстро, не менее быстро, чем идёт пролиферация раковых клеток. Если в грибоводческое хозяйство попадает инфекция, то кое что можно попытаться сделать фкнгицидами, но они в целом очень токсичны и для обычных грибов. А на упомянутую триходерму зеленую (Trichoderma viride Т. lignorum), которая является очень опасной для грибов инфекцией, это почти не действует. Она сама вырабатывает ряд системных фунгицидов убивающих конкурентов. Из неё делают препарат триходермин для защиты растений и изделий от практически всех грибков, кроме её самой. Триходерму, растущую на мешках синтетических системных фунгицилов я наблюдал сам, её интересовали не фунгициды, она большинство из них не сможет ферментировать, а целлюлоза из пеньковых мешков. Она тяготеет к субстратам с целлюлозой растений или хитином и бетта-глюканами грибов. А триходермин это набор её БАВ высоко токсичных и для иных грибков, и сумчатых грибов в форме телеоморф, и для базидиомицетов типа домовых грибов, для культурных грибов тоже. Ну, а в случае инфекции в грибоводческом хозяйстве пораженный участок отсекается, как раковая опухоль. Всё обрабатывается системными биоцидами и уничтожается. За отсутствие средств защиты грибов мы платим грибкам дань, до 60% себестоимости грибов это меры гигиены, стерилизация компостов и пр. Но не всегда они эффективны. Таким образом, активное деление клеток вторая сходная черта, сближающая инфекции грибов и злокачественные новообразования. В общем, если такие БАВ у гриба есть, то они просто должны быть эффективными против клеток с быстрой пролиферацией.
Что параллель такого плана, практически закон, что чем успешнее гриб противостоит грибкам, тем его БАВ, особенно низкомолекулярные, интереснее в плане фармакологии явно просматривается я подтвержу примерами ниже.
Хотя это тоже не совсем однозначно из-за ряда факторов. В первую очередь потому, что понятие грибки, микромицеты тоже размыто как и грибы, макромицеты. Не строгое и для аскомицетов соотношение анаморфа/грибок-телеоморфа/гриб. Например, пенициллумы это телеоморфы/ их анаморфы - таларамицеты, и то, и другое грибки.
Таларамицеты это продуценты коммерческих β-глюканаз, то есть, ферментов, разрушающих второй после хитина полисахаридный компонент матрикса грибов и грибков.
Триходерма серно-желтая, анаморфа, продолжает паразитировать на дрожалковом грибе эксидии железистой и в телеомоформе гипокреи серно-желтой.
К тому же среди обычных грибов есть и пара бессмертных. Во-первых, это шампинон двухспоровый Agaricus bispоrus, то есть, тот шампиньон который мы покупаем в магазинах, это мутант судя по всему шампиньона обыкновенного Agaricus сanpestis. У большинства базидиомицетов на одной базидии образуется 4 гаплоидных базидиоспоры, реже иное четное количество, к шампиньона двухспорового две споры и не гаплоидные, а сразу дикарионые с двумя ядрами. Полового процесса, плазмогамии с гаплоидным одноядерным мицелием-партнёром у него нет, известно ещё несколько видов мицен и иных видов грибов, с таким жизненным циклом, споры этих грибов и шампинона двухспорового в том числе прорастают очень плохо, зато эти грибы способны к неограниченному вегетативному размножению. Попытки перехода к подобному встречаются иногда и у иных грибов, достаточно часто некоторые из лисичек, например, часто формируют нечетное число базидий не 8, а 7 одна из спор дикарионная как у двухспорового шампиньона. Но они не прорастают или грибница быстро гибнет, получаются летальные аллели с нежелательными рецессивными мутациями.
В природе двухспоровый шампиньон встречается крайне редко, единичные случаи и растет большими колониями. Но в грибоводческих хозяйствах он вытеснил все иные виды обыкновенного, лугового, двухкольцевого шампиньона поскольку их грибницы не живут более 10-15 лет и их нельзя бесконечно размножать вегетативно, что пытались на заре грибоводства. Надо делать посев, иннокуляцию, возиться изрядно. Но до конца не ясно толи двухспоровый шампиньон возник в грибоводческих хозяйствах, а потом его споры проросли все таки и на природе, толи эта мутация возникла в природе и грибницы его попали вместе с грибницами обычных диких шампиньонов.
Предел Хейфлика также не ведом и самому большому организму на планете, Орегонскому грибу, это колония опенка темного Armillaria ostoyae по сути одна грибница, занимающая несколько сот гектар леса и возрастом оцениваемым более 25000 лет. Это просто самая крупная из известных таких грибниц, и подобное характерно и для иных близких видов. Но вот с половым размножением у этих монстров всё как у обычных базидиальных грибов, то есть оно есть.
Хотя, вообще, оно у них настолько разнообразно, как впрочем и у аскомицетов, что непонятно что считать нормой. Например гриб щелелистник имеет 28000 полов, гаплоидная грибница каждого пола способна к плейстогамии, то есть, скрещиванию с грибницами всех полов кроме собственного и ещё двух, с которыми у них общий вариант одной из двух половых хромосом. Это инструмент защиты от близкородственной гибридизации и появления летальных аллелей для этого гриба также растущего повсеместно, массово и скученно. Из щелелистника обыкновенного Schizophyllum commune делают препарат шизофиллан по названию его основного β-глюкана.
Но в целом противостояние гриб-грибок это противостояние смертного-бессмертному и быстро растущему, как и противостояние иных организмов их злокачественно перерожденным клеткам. Вообще, злокачественно перерожденные клетки встречаются и у грибов, но куда реже, чем у иных многоклеточных организмов.
Ну, а мутанты наподобие двухспорового шампиньона в магазинах это по сути раковые клетки, ставшие самостоятельным организмом. Нечто похожее это анаморфы, для которых по всей видимости никогда не найдут телеоморф. Поиски анаморфа-телеоморфа и телеоморфа-анаморфа это достаточно трудное дело. Для кордицепса китайского не нашли грибка анаморфу хотя в кандидатах около двух десятков. Есть грибки с очень похожим генетическим кодом. Но вот только они не переходят в кордицепс китайский, может быть, разучились из-за мутаций в бессмертном своём бытие? Вполне вероятно, что когда-то они могли это могли делать. А сейчас мутации их превратили в разные биологические виды.
Пример чего-то подобного обнаружен и в животном мире одна из форм лейкоза у собак превратилась во вторично одноклеточный паразитический организм, который передается половым путем. Эта форма очень легко лечится в отличие от иных, также судя по всему её полностью может победить иногда и иммунитет животных. В общем этот новый организм пошел уже по своему эволюционному пути, обычному для инфекций отбор от них требует быть не особенно губительными, чтобы какое-то число носителей оставалось. По такому пути, пути сбалансированного паразита, например, пошло большинство сверхпаразитов, паразитических грибков.