Яичные грибы – оомицеты – вызывают множество опасных заболеваний у растений и животных. Они также заражают рыбу и водоросли, но связь между этими микроорганизмами и водорослями до сих пор плохо изучена.
До сих пор было неясно, почему некоторые виды сначала массово размножаются в океанах, а затем снова исчезают. Одна из гипотез состоит в том, что микроорганизмы производят химические сигнальные вещества, которые регулируют взаимодействия, такие как защита, спаривание и общение между живыми организмами.
Чтобы идентифицировать такие вещества, группа ученых создала лабораторную систему, в которой яичный гриб Lagenisma coscinodisci заражает морскую диатомовую водоросль в контролируемых условиях.
Исследователи обнаружили, что в процессе заражения образовались два новых вещества: оба были так называемыми карболинами из класса алкалоидов, в который также входят никотин и кофеин.
Большое количество этих соединений накапливается после заражения оомицетами. «Идентичность веществ удивила нас, поскольку она была впервые описана у диатомовых водорослей, и их индукция во время инфекции сохранялась во всей популяции клеток», – объясняет Марин Валле, один из двух основных авторов нового исследования. Интересно, что хотя эти два вещества приносили пользу оомицету, они были губительны для водорослей, в конечном итоге убивая их.
Такую систему непросто исследовать, потому что эти грибковые вредители убивают своего хозяина всего за несколько часов. "Оомицеты, как известно, принимают различные формы: они часто встречаются только в виде крошечных спор в своем хозяине. Иногда они не причиняют никакого вреда и «спят» в своем хозяине, в других случаях они могут вызвать массовое уничтожение клеток.
Эти процессы приводят к очень динамичным колебаниям доминирующих видов в океанах ", – говорит Тим Баумейстер, другой главный автор, описывая начальные проблемы, с которыми столкнулись исследователи.
Используя масс-спектрометрические методы с высоким разрешением для разделения и идентификации небольших веществ из сложных смесей, в сочетании с микроскопическими методами, ученые смогли идентифицировать активные соединения, вырабатываемые одной клеткой водорослей. «Следует иметь в виду, что отдельная ячейка в 30 раз меньше булавочной головки и что концентрации всех веществ очень низкие – показать химический состав в одной отдельной ячейке – это большое техническое достижение», – объясняет Георг Похнерт, руководитель группы ученых Макса Планка по взаимодействию в планктонных сообществах и кафедры инструментальной аналитики Йенского университета имени Фридриха Шиллера.
Не все диатомовые водоросли одинаково уязвимы для нападения, так как же некоторые диатомовые водоросли защищаются??
Эти и многие другие нерешенные вопросы еще предстоит решить в последующих исследованиях. Команда особенно заинтересована в выявлении сигнальных веществ, участвующих во взаимодействии диатомовых водорослей с окружающей средой. «Наш океан – это сокровище, которое нужно защищать, нас ждет еще столько фантастических открытий», – заключает Марин Валле. [KG / AO]