什麼？真菌也能感應重力？

▲須霉的子實體。每根梗都是一個單細胞，伸長為一個1-3cm的結構，頂端有一個含有孢子的球體，孢子在成熟時積累黑色素，呈現為黑色。

布拉克須霉垂直生長的子實體形成了茂密的「森林」，但它如何知道哪邊是「向上」的呢？我們已經知道，它們通過檢測液泡中的八面體蛋白晶體如何在自身重力下沉澱，進而感應重力並向上生長。但真菌在進化過程中是如何獲得這種技巧的至今仍不清楚。

來自新加坡國立大學淡馬錫生命科學實驗室的Gregory Jedd的研究小組於4月24日在《美國科學公共圖書館·生物學》雜誌上發表的新研究揭示了這一謎題，他們純化了八面體蛋白晶體，確定了其主要成分OCTIN，表明布拉克須霉從細菌中獲得並改編了基因OCTIN，以幫助它們製造大型的重力感應晶體。

水平基因轉移 (HGT) 指的是DNA在不相關個體之間轉移的現象，會使個體獲得對極端環境的抵抗力、增強代謝能力等有利功能。在大多數HGT案例中，轉移基因原始功能和獲得功能一般是密切相關的。然而研究人員發現OCTIN相關基因從不能使用重力感應結構的細菌水平轉移到了布拉克須霉的祖先身上，表明這可能是一種基於蛋白質組裝的新的進化方式。

研究人員注意到，能夠在蛋白質之間形成分子鍵的半胱氨酸殘基的位置在真菌OCTIN的進化過程中被重新排列。相應的，真菌的OCTIN晶體急劇膨脹並溶解於破壞化學鍵的化學物質中，表明這些化學物質在晶格形成時發揮了重要作用。相比之下，細菌OCTIN也可以組裝成半胱氨酸結合的陣列，但尺寸要小數千倍。然而，這種原始的組裝趨勢表明，細菌的OCTIN可能已經傾向於積累形成晶格的突變。

作者指出，利用哺乳動物細胞製造真菌的OCTIN蛋白無法形成晶體，表明真菌具有輔助晶體組裝所需的共同因子。目前研究人員正在尋找這些因素，希望能夠在試管中重構OCTIN晶體，從而更好地理解和操控蛋白組裝的過程和產物。同時識別和研究OCTIN這類高階組裝的蛋白質不僅可以揭示適應和進化的機制，還可以開發蛋白質的工程智能組裝系統，應用於藥物傳遞和免疫系統調節等領域。

編譯：花花

審稿：三水

責編：宮奧博

版權聲明：本文由科界平台原創編譯，原標題《揭開真菌感應重力之謎：從細菌借來基因》。中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源「科技工作者之家」科界APP。

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