Генетики проследили историю четырех видов трюфелей, в том числе белого, итальянского и черного русского, сообщается в Nature Ecology&Evolution. Предки этих грибов разделились больше 140 миллионов лет назад, но при этом имеют много общих признаков. У всех исследованных видов оказалось ограниченное количество генов, кодирующих ферменты, расщепляющие клеточные стенки растений, и повышенная экспрессия генов, ассоциированных с биосинтезом летучих веществ, придающих трюфелям характерный аромат.
Большинство видов трюфелей относятся к роду Tuber, отделу сумчатых грибов или аскомицетов. Они являются симбионтами корней высших растений и образуют на них эктомикоризу — оплетают корни мицелием, образуя на них своеобразный чехол. Грибы получают от дерева аминокислоты и углеводы, и, в свою очередь, помогают растениям усваивать минеральные вещества и воду. Плодовые тела трюфелей, которые вырастают на корнях растений, обладают сильным запахом, который привлекает животных, поедающих грибы и распространяющих споры. И в древности, и сейчас некоторые трюфели считаются деликатесом и высоко ценятся.
Несколько лет назад генетики отсеквенировали геном перигорского трюфеля (Tuber melanosporum) и обнаружили ряд интересных свойств. В частности, выяснилось, что у гриба много мобильных генетических элементов (так называются участки генома, которые могут перемещаться внутри него), сравнительно мало генов, кодирующих ферменты, которые расщепляют клеточные стенки и повышенная экспрессия генов, кодирующих летучие вещества, придающие трюфелям характерный запах.
В новом исследовании ученые из девяти стран под руководством Френсиса Мартина (Francis Martin) из Национального института агрономических исследований Франции отсеквенировали геномы еще четырех видов трюфелей — итальянского (Tuber magnatum), черного русского (Tuber aestivum), степного (Terfezia boudieri) и белого (Choiromyces venosus). Затем они сравнили полученные геномы с уже известным геномом перигорского трюфеля, и геномами нескольких других видов сумчатых грибов. Кроме того, ученые проанализировали экспрессию генов, кодирующих ферменты, связанные с биосинтезом летучих веществ.
Авторы работы выяснили, что последний общий предок исследованных трюфелей (вида T.boudieri и всех остальных) жил около 470 миллионов лет назад. Грибы из рода Tuber начали отделяться друг от друга около 140 миллионов лет назад, а последними, примерно 30-25 миллионов лет назад, разделились черный русский и итальянский трюфели.
Несмотря на довольно большое время, которое прошло с момента разделения видов, оказалось, что в их геномах сохранились общие особенности. Так, в геноме трюфелей, по сравнению с другими видами, оказался очень большой процент мобильных элементов. В геномах разных видов находится от 30 до 58 процентов мобильных элементов. В то же время, выяснилось, что в геноме трюфелей сравнительно немного генов, которые кодируют ферменты, расщепляющие клеточные стенки растений-симбионтов и позволяющие усваивать органические вещества из почвы. Также у разных видов трюфелей оказалось большое количество похожих генов (до 75 процентов), которые ассоциируются с симбиозом. По мнению исследователей, это указывает на то, что метаболизм у этих видов грибов очень похож, несмотря на то, что они являются симбионтами разных видов растений. Также оказалось, что синтез летучих веществ, придающих трюфелям характерный аромат, связан не с мутациями в геноме, а с различной экспрессией одних и тех же генов.
Ранее генетики отсеквенировали геном чайной розы, и выяснили, что синтез летучих веществ, придающих цветам аромат, и пигментов, отвечающих за цвет роз, координируется одним и тем же тандемом из белка и некодирующей РНК.
Екатерина Русакова
Благодаря лекарствам гормоны перестали мешать иммунитету бороться с опухолью
Японские ученые описали механизм, благодаря которому лекарства, блокирующие работу эстрогенов, подавили развитие опухолей, не имеющих альфа-рецепторов к эстрогенам. Анализ данных от пациенток с трижды негативным раком молочной железы и эксперименты на мышах показали, что антиэстрогенные препараты снижают иммуносуппрессивное действие эстрогенов в отношении противоопухолевых цитотоксических лимфоцитов. Использование антиэстрогенных препаратов у мышей с опухолями, нечувствительными к эстрогенам, помогло замедлить рост опухолей. Исследование опубликовано в журнале British Journal of Cancer. Эстрогены называют женскими половыми гормонами, но они влияют не только на созревание и работу женской половой системы, но и практически на все органы и системы мужского и женского организма, включая мозг, эпителии, костную ткань и иммунную систему. В эпителиальных клетках молочных желез и женской половой системы есть альфа-рецепторы к эстрогенам, регулирующие рост и дифференцировку в разные фазы менструального цикла. Такие же рецепторы есть и во многих опухолевых клетках: примерно три четверти раков молочной железы экспрессируют альфа-рецепторы, а блокада рецепторов и блокада выработки эстрогенов лежат в основе лечения пациенток (и пациентов). В течение последних 30 лет появляются наблюдения, согласно которым опухоли молочной железы, не экспрессирующие альфа-рецепторы, иногда тоже реагируют на лечение антиэстрогенными препаратами, но механизм этого феномена оставался неясен. Иммунологи и биоинформатики из Университета Хоккайдо во главе с Кэн-итиро Сэйно (Ken-ichiro Seino) описали механизм действия антиэстрогенных препаратов на опухоли, лишенные альфа-рецепторов. Для начала они оттолкнулись от датасета TCGA, в котором содержалась информация о транскриптоме трижды негативного рака молочной железы у 171 пациентки. Ученые выяснили, что чем выше активность гена HSD17B1 в опухоли (ген кодирует фермент, превращающий малоактивный гормон эстрон в активный гормон эстрадиол), тем меньше в опухолевых массах цитотоксических Т-лимфоцитов (r = −0,299, p = 0,00006). У пациенток с высокой экспрессией фермента болезнь протекала агрессивнее. Ученые смоделировали на мышах, как влияет высокий уровень эстрогенов на противоопухолевый иммунитет. Они вводили самкам мышей опухолевые клетки из двух линий, не имеющих альфа-рецепторов к эстрогенам (мышиный трижды негативный рак молочной железы и мышиный колоректальный рак). Половине животных ученые удалили яичники перед введением клеток. У таких мышей уровень эстрогенов был ниже, чем в контрольной группе, но выживаемость была лучше, а опухоли росли медленнее. Если мышам с опухолями и нормально функционирующими яичниками вводить препараты, подавляющие образование эстрогенов (анастрозол) или блокирующие альфа-рецепторы (тамоксифен, фульвестрант), то количество цитотоксических лимфоцитов в опухоли становилось выше, причем эффект не был связан с дополнительными рецепторами к гормонам, которые часто обнаруживают у трижды негативного рака. Лимфоциты, инфильтрирующие опухоль, становились активнее под действием лекарств: в опухоли повышался уровень интерферона гамма и цитотоксических молекул, вырабатываемых активированными лимфоцитами. Когда ученые попытались лечить мышей с трижды негативным раком молочной железы комбинацией химиопрепаратов и фульвестранта, то добавление антиэстрогенной терапии снижало скорость прогрессирования опухоли в 2,5-5 раз. Эксперименты на культуре клеток показали, что активация рецепторов к эстрогенам на лимфоцитах снижает их противоопухолевую активность — подавляет выработку клетками интерлейкина второго типа и активность сигнального пути JAK-STAT (о том, какое отношение он имеет к воспалению, мы рассказывали на примере мышечной ткани). Работа ученых из Университета Хоккайдо показывает: если у давно известного лекарства нет мишени в опухолевых клетках, то это не значит, что лекарство не будет эффективным. Плейотропные эффекты антигормональных препаратов могут быть полезны в иммуноонкологии, но пока рано говорить о том, что связь между эстрогенами и противоопухолевым иммунитетом окончательно расшифрована (в ряде случаев она, видимо, и вовсе работает в противоположном направлении). Тем не менее некоторые антиэстрогенные препараты уже целенаправленно исследуют в лечении эстрогеннегативных опухолей. В онкологии много примеров, когда врачи извлекают пользу из лекарства, которое на первый взгляд не должно было работать. Один из самых ярких примеров — талидомид, у которого в последнее время находят все больше положительных эффектов. О нелегкой судьбе соединения читайте в материале «Готов искупить».