Радиостимуляция грибов
Радиостимуля́ция грибо́в — феномен ускорения метаболизма ряда микроскопических грибков при воздействии на них ионизирующего излучения[1].
Механизм
Впервые радиотрофные грибы были описаны в 1991 году в составе чёрной плесени из Чернобыльской АЭС[2][3].
Явление радиостимуляции грибов было обнаружено группой исследователей из Нью-Йоркского медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна Иешивы-университета под руководством Екатерины Дадачовой в 2006 году (публикация в мае 2007 года)[1]. Они показали, что три грибка, содержащих пигмент меланин — Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis и Cryptococcus neoformans — увеличивали биомассу и накапливали ацетат быстрее в среде, где уровень радиации был в 500 раз выше нормального. Подвергание клеток C. neoformans радиационному воздействию быстро, в течение 20—40 минут, вызывало изменение химических свойств меланина и увеличивало скорость переноса электронов, опосредуемого меланином (восстановление феррицианида с помощью NADH), в 3—4 раза по сравнению с обычными клетками. Можно сказать, что грибки превращали энергию гамма-излучения в химическую энергию[3], которая далее использовалась для их роста. Схожий эффект на способность меланина к переносу электронов наблюдался при воздействии неионизирующего излучения, так что, может быть, грибки способны использовать для своего роста не только радиацию, но также свет и теплоту[1].
Вообще, меланин встречается в живой природе повсеместно. Меланизированные организмы часто доминируют в некоторых экстремальных местообитаниях, например, в почвах, содержащих радионуклиды. Впрочем, в отсутствие радиации некоторые не-меланизированные грибки (мутанты по пути синтеза меланина) растут быстрее меланизированных. Этот феномен объясняется, по-видимому, тем, что молекулы меланина мешают прохождению питательных веществ через клеточную стенку гриба и, кроме того, росту препятствуют токсичные промежуточные соединения синтеза меланина[1]. Это соответствует представлению о том, что многие грибы способны синтезировать меланин, но делают это не постоянно, а лишь под воздействием внешних стимулов или на разных стадиях развития[4].
Применение
Открытое явление может быть использовано для защиты здоровых тканей от ионизирующей радиации при радиотерапии[5]. Кроме того, оно интересно для астробиологии как показатель приспособляемости жизни к экстремальным условиям существования[6][7].
См. также
- Радиорезистентность — способность организма противостоять негативному действию излучения.
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 Dadachova E., Bryan R. A., Huang X., Moadel T., Schweitzer A. D., Aisen P., Nosanchuk J. D., Casadevall A. Ionizing radiation changes the electronic properties of melanin and enhances the growth of melanized fungi (англ.) // PLoS ONE : journal. — 2007. — Vol. 2, no. 5. — P. e457. — doi:10.1371/journal.pone.0000457. — PMID 17520016.
- ↑ Т. И. Тугай, Н. Н. Жданова, В. А. Желтоножский, Л. В. Садовников. ПРОЯВЛЕНИЕ РАДИОАДАПТИВНЫХ СВОЙСТВ У МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ, ДЛИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ НАХОДИВШИХСЯ НА ТЕРРИТОРИЯХ С ПОВЫШЕННЫМ РАДИАЦИОННЫМ ФОНОМ ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧАЭС // Радиационная биология. Радиоэкология. — 2007. — Т. 47, вып. 5. — С. 543—549.
- ↑ 3,0 3,1 Science News, Dark Power: Pigment seems to put radiation to good use, Week of May 26, 2007; Vol. 171, No. 21 , p. 325 by Davide Castelvecchi
- ↑ Calvo A. M., Wilson R. A., Bok J. W., Keller N. P. Relationship between secondary metabolism and fungal development (англ.) // Microbiology and Molecular Biology Reviews : journal. — American Society for Microbiology, 2002. — Vol. 66, no. 3. — P. 447—459. — doi:10.1128/MMBR.66.3.447-459.2002. — PMID 12208999.
- ↑ Revskaya E. et al. Compton scattering by internal shields based on melanin-containing mushrooms provides protection of gastrointestinal tract from ionizing radiation (англ.) // Cancer Biother. Radiopharm. : journal. — 2012. — Vol. 27(9). — P. 570—576. — doi:10.1089/cbr.2012.1318. — PMID 23113595.
- ↑ Dartnell L. Biological constraints on habitability (англ.) // Astronomy & Geophysics : journal. — 2011. — Vol. 52(1). — P. 1.25. — doi:10.1111/j.1468-4004.2011.52125.x.
- ↑ GostinÄar C., Grube M., De Hoog S., Zalar P., Gunde-Cimerman N. Extremotolerance in fungi: evolution on the edge (англ.) // FEMS Microbiology Ecology : journal. — 2010. — Vol. 71(1). — P. 2. — doi:10.1111/j.1574-6941.2009.00794.x.
