Podospora anserina es unhongo ascomiceto filamentoso modelo. Es pseudohomotálico y no patógeno para los humanos. [1] Esta especie es coprófila y coloniza el estiércol de animales herbívoros. [2]
Podospora anserina | |
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Cepa de tipo salvaje en una placa de Petri | |
clasificación cientifica | |
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Género: | |
Especies: | P. anserina |
Nombre binomial | |
Podospora anserina (Rabenh.) Niessl, 1883 | |
Sinónimos | |
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Taxonomía
Podospora anserina se llamó originalmente Malinvernia anserina Rabenhorst (1857) y Podospora anserina se publicó posteriormente en Niessl von Mayendorf, G. 1883: Ueber die Theilung der Gattung Sordaria. Hedwigia 22: 153-156, que se usa hoy para hacer referencia a la cepa común de laboratorio de la misma, a saber, 'Niessl'. También se conoce como Pleurage anserina (Ces.) Kuntze. [3] [4] La genética de P. anserina se caracterizó en Rizet y Engelmann (1949) y fue revisada por Esser (1974). Se estima que P. anserina divergió de N. crassa hace 75 millones de años basándose en el ARNr 18s y la proteína ortóloga comparten un 60-70% de homología. [5] NCBI Taxonomy ID: 5145, [6] MycoBank # 100818 [7] Los ortólogos de agrupaciones de genes entre Aspergillus nidulans y Podospora anserina tienen una secuencia de aminoácidos primaria idéntica en un 63% (incluso aquellas especies que pertenecen a clases distintas) y el aminoácido promedio de proteomas comparados es un 10% menor, lo que da lugar a hipótesis de especies distintas pero genes compartidos
Investigar
Podospora como organismo modelo para estudiar genética, envejecimiento (senescencia, degeneración celular), desarrollo de ascomicetos, incompatibilidad de heterocariones ( apareamiento en hongos ), [8] priones y fisiología mitocondrial y peroxisomal. [9] La podospora se puede cultivar fácilmente (por ejemplo, en / en dextrosa de patata compleja (completa) o en agar / caldo de harina de maíz o incluso en un medio sintético) y, utilizando herramientas moleculares modernas, es fácil de manipular. Su temperatura de crecimiento óptima es de 25-27 ° C.
Son
La morfología varía según la cepa específica.
- ΔPaKu70 se usa para aumentar la recombinación homóloga en protoplastos durante las transformaciones con el fin de crear deleciones de genes deseables o mutaciones alélicas. Se puede lograr una cepa ΔPaKu70 transformando protoplastos con ADN lineal que flanquea el gen PaKu70 junto con un casete de antibiótico y luego seleccionando cepas y verificando mediante PCR.
- Mn19 es una cepa de larga duración que se utiliza para estudiar la senescencia. Se deriva de la cepa A + -84-11 después de crecer en manganeso (Mn). Se ha informado que esta cepa en particular ha vivido más de 2 años en un tubo de carrera que cubre más de 400 cm de crecimiento vegetativo. [10]
- ΔiΔviv es una cepa inmortal que no muestra signos de senescencia. Produce pigmentación amarilla. La falta de viv aumentó la esperanza de vida en días en un factor de 2,3 en comparación con el tipo salvaje y la falta de i en 1,6, sin embargo, la cepa ΔiΔviv no mostró senescencia durante todo el estudio y fue vegetativa durante más de un año. Estos genes son sinérgicos y están estrechamente ligados físicamente. [11]
- AL2 es una cepa de larga duración. La inserción de plásmido mitocondrial lineal que contiene al-2 muestra un aumento de la vida útil. Sin embargo, los aislados naturales que tienen homología con al-2 no muestran un aumento de la vida útil. [12]
- Δgrisea es una cepa de larga vida y un mutante de captación de cobre. Esta cepa tiene menor afinidad por el cobre y, por lo tanto, niveles de cobre intracelulares más bajos, lo que lleva al uso de la vía alternativa oxidasa resistente al cianuro, PaAOX, (en lugar del complejo COX mitocondrial dependiente del cobre). Esta cepa también exhibe mtDNA más estable. El uso de cobre es similar a la cepa Δex1 . [13]
- Δex1 es una "cepa inmortal" que se ha cultivado durante más de 12 años y aún no muestra signos de senescencia. Esta cepa respira a través de una vía sensible a SHAM resistente al cianuro. Esta supresión interrumpe el complejo COX [14]
- La cepa de tipo salvaje es una cepa de tipo salvaje utilizada en muchos estudios. Descrito en Esser, 1974.
Envejecimiento
Podospora anserina tiene una vida útil definida y muestra una senescencia fenotípicamente (por un crecimiento más lento, menos hifas aéreas y una mayor producción de pigmento en las hifas distales). Sin embargo, los aislamientos muestran una mayor esperanza de vida o inmortalidad. Para estudiar el proceso de envejecimiento se han realizado muchas manipulaciones genéticas para producir cepas inmortales o aumentar la esperanza de vida. En general, se investiga la mitocondria y el cromosoma mitocondrial (tenga en cuenta que los animales, estrechamente relacionados con los hongos, contienen orgánulos similares como las mitocondrias). Esto se debe a que durante la respiración se producen especies reactivas de oxígeno que limitan la vida útil y, con el tiempo, se puede acumular ADN mitocondrial defectuoso. [15] [16] Con este conocimiento, gran parte de la atención se centró en la disponibilidad nutricional, la respiración (síntesis de ATP) y las oxidasas, como la citocromo c oxidasa. Se sabe que los carotenoides , pigmentos que también se encuentran en las plantas y proporcionan beneficios para la salud de los seres humanos, [17] se encuentran en hongos como el antepasado divergente de Podospora, Neurospora crassa . En N. crassa (y otros hongos) cartenoids AL genes, es decir, centrado proporcionar protección contra la radiación UV. La sobreexpresión de al-2 Podospora anserina aumentó la esperanza de vida en un 31%. [18] Los estudios de restricción de calorías muestran que la nutrición disminuida, como el azúcar, aumenta la esperanza de vida (probablemente debido a un metabolismo más lento y, por lo tanto, a una disminución de la producción de especies reactivas de oxígeno o genes de supervivencia inducidos). Además, se encontró que los niveles de cobre intracelular estaban correlacionados con el crecimiento. Esto se estudió en cepas con eliminación de Grisea y con eliminación de ex1, así como en una cepa de tipo salvaje. Podospora sin Grisea , un factor de transcripción de cobre, había disminuido los niveles de cobre intracelular, lo que llevó al uso de una vía respiratoria alternativa que, en consecuencia, produjo menos estrés oxidativo. [19]
Incompatibilidad heterocarionaria
Los siguientes genes, tanto alélicos como no alélicos, están implicados en la incompatibilidad vegetativa (solo se enumeran los clonados y caracterizados): het-c , het-c , het-s , idi-2 , idi-1 , idi-3 , mod-A , modo-D , mod-E , psp-A . Podospora anserina contiene al menos 9 het loci. [20]
Enzimas
Se sabe que Podospora anserina produce lacasas, un tipo de fenoloxidasa. [21]
Genética
Los estudios genéticos originales mediante electroforesis en gel llevaron al hallazgo del tamaño del genoma, ca. 35 megabases, con 7 cromosomas y 1 cromosoma mitocondrial. En la década de 1980 se secuenció el cromosoma mitocondrial. Luego, en 2003, se inició un estudio piloto para secuenciar regiones que bordean el centrómero del cromosoma V utilizando clones BAC y secuenciación directa. [22] En 2008, se publicó un borrador de secuencia del genoma completo 10x. [23] El tamaño del genoma ahora se estima en 35-36 megabases. [24] La manipulación genética en hongos es difícil debido a la baja eficiencia de recombinación homóloga y las integraciones ectópicas (inserción del gen en una ubicación no deseada) [25] y, por lo tanto, un obstáculo en los estudios genéticos (reemplazo de alelos y knockouts). [26] Aunque en 2005, se desarrolló un método para la eliminación de genes (knock-outs) basado en un modelo para Aspergillus nidulans que involucraba la transformación del plásmido cósmido, en 2008 se desarrolló un mejor sistema para Podospora utilizando una cepa que carecía de unión de extremos no homólogos proteínas ( Ku (proteína) , conocida en Podospora como PaKu70 ). Este método afirmó que el 100% de los transformantes se someten a la recombinación homóloga deseada que conduce al reemplazo alélico (después de la transformación, la deleción de PaKu70 se puede restaurar cruzando con una cepa de tipo salvaje para producir una progenie con solo la deleción del gen objetivo o el intercambio alélico ( por ejemplo, mutación puntual)). [27]
Metabolitos secundarios
Es bien sabido que muchos organismos de todos los dominios producen metabolitos secundarios . Se sabe que los hongos son prolíficos a este respecto. La extracción de productos estaba muy avanzada en la década de 1990 para el género Podospora . Específicamente para Podospora anserina , se descubrieron dos nuevos productos naturales clasificados como pentaketidos, específicamente derivados de benzoquinonas; estos mostraron actividades antifúngicas, antibacterianas y citotóxicas. [28] La transferencia horizontal de genes es común en bacterias y entre procariotas y eucariotas, pero es más rara entre organismos eucariotas. Entre los hongos, los grupos de metabolitos secundarios son buenos candidatos para HGT. Por ejemplo, un grupo de genes ST funcional que produce esterigmatocistina se encontró en Podospora anserina y originalmente se derivó de Aspergillus . Este grupo está bien conservado, en particular los sitios de unión del factor de transcripción. La esterigmatocistina en sí es tóxica y es un precursor de otro metabolito tóxico, la aflatoxina . [29]
Ver también
- Priones de hongos
- PXMP3
- Clasificación de virus
- Software de análisis de cebadores OLIGO
- Mutación puntual
- Amiloide
Referencias
- ^ " Podospora anserina : un hongo filamentoso modelo"
- ^ Bills GF, Gloer JB, An Z (octubre de 2013). "Hongos coprófilos: descubrimiento de antibióticos y funciones en un campo poco explorado del mutualismo defensivo microbiano". Opinión actual en microbiología . 16 (5): 549–565. doi : 10.1016 / j.mib.2013.08.001 . PMID 23978412 .
- ^ Memorias del Torrey Botanical Club (1902)
- ^ "Podospora anserina" .
- ^ La secuencia del genoma del hongo ascomiceto modelo Podospora anserina
- ^ "Navegador de taxonomía" .
- ^ "Podospora anserina" .
- ^ La respuesta transcripcional al no yo en el hongo Podospora anserina.
- ^ Eliminación de genes y reemplazo alélico en el hongo Wlamentopora anserina Podospora
- ^ Análisis genético y molecular de una cepa longeva de Podospora anserina.
- ^ Genes que inhiben la senescencia en el Ascomycete Podospora anserina
- ^ El plásmido mitocondrial pAL2-1 reduce la extensión de la vida mediada por restricción de calorías en el hongo filamentoso Podospora anserina 2004
- ^ Expresión y senescencia génica modulada por cobre en el hongo filamentoso Podospora anserina
- ^ Expresión y senescencia génica modulada por cobre en el hongo filamentoso Podospora anserina
- ^ El plásmido mitocondrial pAL2-1 reduce la extensión de la vida mediada por restricción de calorías en el hongo filamentoso Podospora anserina 2004
- ^ DISECCIÓN GENÉTICA DE CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS COMPLEJAS; EL EFECTO DE EXTENSIÓN DE LA VIDA DE LA RESTRICCIÓN DE CALORÍAS EN EL HONGO FILAMENTOSO PODOSPORA ANSERINA
- ^ El papel de los carotenoides en la salud humana
- ^ Carotenoides y genes carotenogénicos en Podospora anserina: la ingeniería de la composición de carotenoides extiende la vida útil del micelio
- ^ Expresión y senescencia génica modulada por cobre en el hongo filamentoso Podospora anserina
- ^ David Moore. Genética fúngica esencial. página 40
- ^ LAS FENOLOXIDASAS * DEL ASCOMYCETE PODOSPORA ANSERZNA. COMUNICACIÓN VI. REGULACIÓN GENÉTICA DE LA FORMACIÓN DE LACCASE
- ^ Caracterización de la organización genómica de la región limítrofe con el centrómero del cromosoma V de Podospora anserina mediante secuenciación directa.
- ^ La secuencia del genoma del hongo ascomiceto modelo Podospora anserina
- ^ La secuencia del genoma del hongo ascomiceto modelo Podospora anserina
- ^ Relación del tamaño del inserto del vector con la integración homóloga durante la transformación de Neurospora crassa con el gen clonado am (GDH)
- ^ Eliminación de genes y reemplazo alélico en el hongo Wlamentopora anserina Podospora
- ^ Eliminación de genes y reemplazo alélico en el hongo Wlamentopora anserina Podospora
- ^ Anserinonas A y B: nuevas benzoquinonas antifúngicas y antibacterianas del hongo coprófilo Podospora anserina.
- ^ Slot, Jason C .; Rokas, Antonis (2011). "Transferencia horizontal de un gran grupo de genes metabólicos secundarios altamente tóxicos entre hongos". Biología actual . 21 (2): 134-139. doi : 10.1016 / j.cub.2010.12.020 . PMID 21194949 .
enlaces externos
- Medios relacionados con Podospora anserina en Wikimedia Commons
- Datos relacionados con Podospora anserina en Wikispecies