Radiostimularea ciupercilor

Radiostimularea ciupercilor  este un fenomen de accelerare a metabolismului unui număr de ciuperci microscopice atunci când sunt expuse la radiații ionizante [1] .

Mecanism

Pentru prima dată, ciupercile radiotrofe au fost descrise în 1991 ca parte a mucegaiului negru de la centrala nucleară de la Cernobîl [2] [3] .

Fenomenul de radiostimulare a ciupercilor a fost descoperit de un grup de cercetători de la Colegiul Medical din New York, numit după Universitatea Albert Einstein Yeshiva sub conducerea Ekaterinei Dadachova în 2006 (publicat în mai 2007) [1] . Ei au arătat că trei ciuperci care conțin melanină - Cladosporium sphaerospermum , Wangiella dermatitidis și Cryptococcus neoformans - au crescut biomasa și au acumulat acetat mai repede într-un mediu în care nivelurile de radiații erau de 500 de ori mai mari decât cele normale. Expunerea rapidă a celulelor C. neoformans la radiații, în decurs de 20-40 de minute, a determinat o modificare a proprietăților chimice ale melaninei și a crescut rata transferului de electroni mediat de melanină (reducerea fericianidei prin NADH ) de 3-4 ori comparativ cu celulele normale. . Putem spune că ciupercile au transformat energia radiațiilor gamma în energie chimică [3] , care a fost folosită în continuare pentru creșterea lor. Un efect similar asupra capacității melaninei de a transporta electroni a fost observat atunci când este expus la radiații neionizante, așa că este posibil ca ciupercile să fie capabile să folosească nu numai radiația, ci și lumina și căldura pentru creșterea lor [1] .

În general, melanina se găsește peste tot în fauna sălbatică. Organismele melanizate domină adesea unele habitate extreme, cum ar fi solurile care conțin radionuclizi . Cu toate acestea, în absența radiațiilor, unele ciuperci nemelanizate ( mutanți de-a lungul căii de sinteză a melaninei ) cresc mai repede decât cele melanizate. Acest fenomen se explică aparent prin faptul că moleculele de melanină interferează cu trecerea nutrienților prin peretele celular al ciupercii și, în plus, creșterea este împiedicată de intermediarii toxici în sinteza melaninei [1] . Aceasta corespunde ideii că multe ciuperci sunt capabile să sintetizeze melanina, dar fac acest lucru nu în mod constant, ci doar sub influența stimulilor externi sau în diferite stadii de dezvoltare [4] .

Aplicație

Fenomenul deschis poate fi folosit pentru a proteja țesuturile sănătoase de radiațiile ionizante în timpul radioterapiei [5] . În plus, este interesant pentru astrobiologie ca indicator al adaptabilității vieții la condiții extreme de existență [6] [7] .

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 Dadachova E., Bryan RA, Huang X., Moadel T., Schweitzer AD, Aisen P., Nosanchuk JD, Casadevall A. Radiațiile ionizante modifică proprietățile electronice ale melaninei și îmbunătățesc creșterea ciupercilor melanizate  .)  // PLoS ONE  : jurnal. - 2007. - Vol. 2 , nr. 5 . — P.e457 . - doi : 10.1371/journal.pone.0000457 . — PMID 17520016 .
  2. ↑ T. I. Tugay, N. N. Zhdanova, V. A. Zheltonozhsky, L. V. Sadovnikov. MANIFESTAREA PROPRIETĂȚILOR RADIOADAPTIVE ÎN FUNGICILE MICROSCOPICE, DE MULT TIMP ÎN TERITORII CU FUNDAL DE RADIAȚII CREȘTE DUPĂ ACCIDENTUL DE LA CHNPP  // Biologia radiațiilor. Radioecologie. - 2007. - T. 47 , nr. 5 . - S. 543-549 .
  3. ↑ 1 2 Science News, Dark Power: Pigment pare să folosească bine radiațiile , Săptămâna din 26 mai 2007; Vol. 171, nr. 21, p. 325 de Davide Castelvecchi
  4. ↑ Calvo AM, Wilson RA, Bok JW, Keller NP Relația dintre metabolismul secundar și dezvoltarea fungică  //  Microbiology and Molecular Biology Reviews : jurnal. — Societatea Americană pentru Microbiologie, 2002. - Vol. 66 , nr. 3 . - P. 447-459 . - doi : 10.1128/MMBR.66.3.447-459.2002 . — PMID 12208999 .
  5. ↑ Revskaya E. și colab. Imprăștirea Compton de către scuturile interne pe bază de ciuperci care conțin melanină oferă protecție tractului gastrointestinal împotriva radiațiilor ionizante   // Cancer Biother . Radiopharm. : jurnal. - 2012. - Vol. 27(9) . - P. 570-576 . doi : 10.1089 / cbr.2012.1318 . — PMID 23113595 .
  6. ↑ Dartnell L. Biological constraints on habitability   // Astronomy & Geophysics : jurnal. - 2011. - Vol. 52(1) . — P. 1.25 . - doi : 10.1111/j.1468-4004.2011.52125.x .
  7. ↑ GostinÄ ar C., Grube M., De Hoog S., Zalar P., Gunde-Cimerman N. Extremotolerance in fungi: evolution on the edge  //  FEMS Microbiology Ecology : jurnal. - 2010. - Vol. 71(1) . — P. 2 . - doi : 10.1111/j.1574-6941.2009.00794.x .