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在灰盖鬼伞(Coprinopsis cinerea)子实体发育研究中,其成熟的分子机制尤其是黑暗期事件不明。研究人员对发育突变体探究,发现 Cc.chd1 基因可产生两种蛋白。结果显示,Cc.Chd1L影响减数分裂进程,Cc.Chd1S可能参与光信号途径,为解析子实体发育提供新视角。
在神秘的真菌世界里,灰盖鬼伞(Coprinopsis cinerea)的子实体发育过程就像一场精心编排的生命之舞,而光与暗则是这场舞蹈的重要节奏把控者。子实体的成熟依赖于光暗循环,在 12 小时光照 / 12 小时黑暗的循环条件下,光照触发子实体原基形成,随后的黑暗期对子实体的完全成熟至关重要,减数分裂也在这个阶段于担子(basidia)中悄然发生。然而,长期以来,这个黑暗期里究竟发生了哪些关键的分子事件,一直是困扰科研人员的谜题。就如同在黑暗中摸索宝藏,虽然知道宝藏就在那里,却始终找不到开启宝藏的钥匙。
为了揭开这层神秘的面纱,来自国外研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们深知,解开这个谜题不仅能深入了解灰盖鬼伞子实体发育的奥秘,还可能为真菌学研究领域开辟新的方向。经过不懈努力,研究人员发现了一种发育突变体,其在光暗条件下子实体都无法正常成熟,这一现象就像在正常运转的生命齿轮中发现了一颗 “捣乱” 的齿轮。顺着这一关键线索,研究人员深入挖掘,最终锁定了 Cc.chd1 基因。该基因编码的蛋白质 Cc.Chd1 存在两种形式,即 Cc.Chd1L和 Cc.Chd1S 。研究证实,Cc.Chd1L在减数分裂前期 I 到中期 I 的转换过程中发挥着不可或缺的作用,而 Cc.Chd1S则可能参与光诱导的次级菌丝结形成过程。这一研究成果发表在《Fungal Genetics and Biology》杂志上,为真菌子实体发育的分子机制研究添上了浓墨重彩的一笔,让人们对真菌生命活动的理解更进了一步。
在这项研究中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:一是通过紫外线(UV)诱变技术处理灰盖鬼伞的同核体结实菌株,从而筛选出发育突变体;二是借助 RNA 测序(RNA - seq)技术,分析基因转录情况,发现 Cc.chd1 基因内存在低转录区域(LTcR),进而推测出可能产生不同大小的 Cc.Chd1 蛋白;三是利用蛋白质免疫印迹(Western blot)分析,在预期阶段检测到相应的 Cc.Chd1 蛋白,从蛋白质水平验证了推测。
mal1–1(Cc.chd1–1)突变体表型
研究人员利用 UV 诱变同核体结实菌株 #326,对发育突变体进行筛选,发现菌株 #1016 产生的子实体原基呈凸起状,经遗传分析确定其突变表型由单基因突变 mal1–1 导致。进一步研究发现,纯合 mal1–1 双核体的子实体成熟过程停滞,最终只能形成未成熟的子实体。这就像是子实体发育的旅程突然被按下了暂停键,而 mal1–1 基因就是这个暂停键的 “操控者”。
Cc.chd1 基因产生两种类型的 Cc.Chd1
针对形成畸形子实体原基的突变体 #1016,研究人员深入探究,确定了负责该突变表型的基因 mal1,它编码与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)CHD1 同源的蛋白质(Cc.chd1)。通过 RNA - seq 分析子实体发育过程中的转录本,发现 Cc.chd1 基因内存在 LTcR,这意味着可能会产生不同大小的 Cc.Chd1 蛋白。随后,Western blot 分析在预期的发育阶段检测到了相应的 Cc.Chd1 蛋白,证实了这一推测。就如同发现了一个基因 “魔法盒”,能变出不同功能的 “小精灵”——Cc.Chd1L和 Cc.Chd1S 。
研究结论表明,灰盖鬼伞子实体成熟所需的黑暗期能够诱导 Cc.Chd1L的表达,而 Cc.Chd1L对于减数分裂前期 I 到中期 I 的顺利过渡至关重要;同时,Cc.chd1 突变体在光诱导的次级菌丝结形成过程中存在缺陷,暗示 Cc.Chd1S可能参与这一过程。这一研究成果意义重大,不仅揭示了灰盖鬼伞子实体发育过程中黑暗期关键的分子调控机制,还为后续深入研究真菌子实体发育、减数分裂以及光信号传导等过程提供了重要的理论依据。它让科研人员在真菌研究的道路上又迈出了坚实的一步,有望推动相关领域的进一步发展,为解开更多真菌生命奥秘提供了关键的线索。