Nature新发现改写微生物教科书

　　

生物通报道：白色念珠菌Candida albicans通常是一种无害的微生物，但有时也会转变为致命的病原菌。与许多其他真菌和单细胞生物一样，白色念珠菌一直被认为只进行无性繁殖。但明尼苏达大学和特拉维夫大学的新研究显示，白色念珠菌是可以进行有性繁殖的。

这一突破性的发现于一月三十日发表在Nature杂志上，有助于理解白色念珠菌的演化，帮助人们预防和治疗这一致病菌引发的严重感染。

白色念珠菌是最常见的一种感染人类的真菌，存在于人体肠道的大型微生物群之中。人体肠道的大多数微生物都是无害的，与之不同的是，白色念珠菌这种单细胞酵母有时会引发疾病，例如鹅口疮（口腔感染）和系统性血液感染等等。HIV/AIDS、器官移植或化疗导致的免疫缺陷者常会发生白色念珠菌系统性血液感染，最终导致器官衰竭和死亡。

自然界大多数单细胞生物是通过分裂来进行繁殖的，不过也有一些能进行无性生殖、准性生殖（parasexually）或有性生殖。而科学家们长期认为白色念珠菌的繁殖不需要进行交配。

采用无性生殖或准性生殖的生物是二倍体，它们具有两套染色体，因此不需要配偶就可以进行繁殖。有性生殖的生物是只具有一套染色体的单倍体。人们一直认为白色念珠菌是双倍体，但新研究显示这种酵母有时也以单倍体形式存在，而且这些单倍体可以进行有性生殖。

有性生殖能够结合两个亲本的遗传物质，是高等生物演化的推动力。尽管白色念珠菌的单倍体分离株在群体中并不多见，Judith Berman教授还是在体外培养和动物宿主中分别检测到了单倍体形式的白色念珠菌。研究显示，这些白色念珠菌单倍体能与其他单倍体交配生成双倍体菌株，它们的遗传物质相结合为真菌演化提供了必要的多样性。

现在，研究人员能够利用白色念珠菌的单倍体分离株，对这种病原菌进行遗传学研究，例如可构建白色念珠菌的隐性突变文库。此外，人们还可以利用单倍体的有性生殖，设计基因工程改造的二倍体菌株，以便更好的理解白色念珠菌与其宿主之间的相互作用，解析它们从无害微生物转变为致命病原菌的具体机制。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

The ‘obligate diploid’ Candida albicans forms mating-competent haploids

Candida albicans, the most prevalent human fungal pathogen, is considered to be an obligate diploid that carries recessive lethal mutations throughout the genome. Here we demonstrate that C. albicans has a viable haploid state that can be derived from diploid cells under in vitro and in vivo conditions, and that seems to arise through a concerted chromosome loss mechanism. Haploids undergo morphogenetic changes like those of diploids, including the yeast–hyphal transition, chlamydospore formation and a white-opaque switch that facilitates mating. Haploid opaque cells of opposite mating type mate efficiently to regenerate the diploid form, restoring heterozygosity and fitness. Homozygous diploids arise spontaneously by auto-diploidization, and both haploids and auto-diploids show a similar reduction in fitness, in vitro and in vivo, relative to heterozygous diploids, indicating that homozygous cell types are transient in mixed populations. Finally, we constructed stable haploid strains with multiple auxotrophies that will facilitate molecular and genetic analyses of this important pathogen.