Как плесневые грибы были приручены людьми

Специалисты из Университета Вандербильта решили выяснить, как древним пивоварам удалось «одомашнить» гриб аспергилл и заставить его сотрудничать с дрожжами, не синтезируя при этом токсины.

Что общего между коровой, собакой, кошкой и, например, кукурузой? Это все одомашненные организмы. Что касается животных и растений, то ученые уже давно выяснили, какие генетически изменения произошли в них после их одомашнивания человеком. А вот с микроорганизмами все не так ясно, в их изучении наука продвинулась не очень далеко.

Отчасти это связано с тем, что люди даже не задумываются, что вино, сыр, пиво, кислую капусту создают определенные штаммы грибов и бактерий, которые прошли такой же путь одомашнивания, как собаки и коровы. Очевидно, что этот процесс не мог пройти бесследно, и какие-то изменения должны были отпечататься в геноме, но что это были за изменения, ученым до сих пор было неизвестно.

Изучением этой проблемы занимается очень мало ученых, и специалисты из Вандербильта одни из них. Они изучили гриб Aspergillus oryzae, используемый в производстве соевого соуса, саке и мисо. Его ближайший родственник Aspergillus flavus. Несмотря на то, что их геномы отличаются всего на 0,5%, разница между этими двумя видами огромна: A. oryzae совершенно безвреден, в то время как A. flavus является патогеном, заражающим сельскохозяйственные культуры и синтезирующим смертельно опасное вещество афлатоксин.

«Приручили» этот гриб дальневосточные пивовары. Они заметили, что аспергилл не просто не портил вкус конечного продукта токсинами, а, наоборот, улучшал его. Они изолировали плесень и поместили ее в тепличные условия. Так как теперь у гриба  были в избытке, защищаться ни от кого не надо было, то его метаболизм сместился в сторону преобразования крахмала в сахара. Аспергилл начал синтезировать новые ферменты, которые бы помогали ему максимально эффективно справляться с этой задачей. При этом вторичные метаболиты, производящие средства защиты от конкурентов, в данной ситуации становились неактуальны.

Таким образом, в условиях отсутствия конкурентной борьбы A. Oryzae утратил свои токсичные свойства. В отличие от растений и животных, у которых в результате одомашнивания изменились только параметры роста, внешний вид и продуктивность, в случае с грибом имело место «метаболическое одомашнивание».

По материалам Sciencemagiс.ru