Tödliche Pilzkameraden Mit Klonen Von Sich

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Forscher haben festgestellt, dass hefe aus der vereinigung zweier identischer eltern von grund auf genetische vielfalt schaffen kann.

Ein Pilz, der eine tödliche Gehirninfektion verursacht, hat eine merkwürdige Paarungsstrategie, bei der er sich mit Klonen von sich selbst reproduziert, wie eine neue Studie zeigt.

Die meisten Arten, die sich sexuell fortpflanzen, produzieren Nachkommen, die eine genetische Mischung aus zwei verschiedenen Eltern sind. Aber die Hefe Cryptococcus neoformans produziert "unisexuell" von zwei identischen Eltern. Diese Nachkommen haben zusätzliche Kopien bestimmter Chromosomen oder fadenähnlicher Strukturen, die DNA tragen und so die genetische Vielfalt von Grund auf schaffen, sagen Studienforscher.

Durch die sexuelle Fortpflanzung wird die genetische Vielfalt einer Art erhöht und an unterschiedliche Umgebungen angepasst. Sex hat jedoch einen Preis, der erfordert, dass zwei Personen Energie und Ressourcen auf die Suche nach einem Partner ausgeben. [Microscopic Worlds Gallery: Faszinierende Pilze]

"Normalerweise braucht es zwei Eltern, die sich genetisch voneinander unterscheiden, und die Nachkommen sind rekombinante" oder genetische Kombinationen, sagte der Studienforscher Joseph Heitman, ein Molekularbiologe an der Duke University in Durham, NC genetische Vielfalt zu verwechseln, was wäre die Funktion des unisexuellen Zyklus? "

C. neoformans hat zwei Geschlechter, bekannt als "a" und "alpha". Ein "a" und "alpha" können sich sexuell reproduzieren (miteinander), aber da die große Mehrheit der Personen vom Alphatyp ist, wurde angenommen, dass sie sich asexuell (von einem Individuum) fortpflanzen. Im Jahr 2005 stellten Heitman und seine Kollegen fest, dass sich zwei genetisch identische Alpha-Hefe zusammen reproduzieren konnte - unisexuell.

Die lichtmikroskopische Ansicht zeigt die vier Ketten infektiöser Sporen, die das Basidium schmücken, wo Meiose auftritt und die Sporen durch Knospung von der apikalen Oberfläche erzeugt werden.

Die lichtmikroskopische Ansicht zeigt die vier Ketten infektiöser Sporen, die das Basidium schmücken, wo Meiose auftritt und die Sporen durch Knospung von der apikalen Oberfläche erzeugt werden.

Credit: Joseph Heitman und Kollegen, Duke University

Hefe-Sexualpaarungen führen häufig zu Nachkommen mit mehreren Kopien eines Chromosoms, die als Aneuploidie bezeichnet werden. Dieser Zustand ist mit mehreren Erkrankungen des Menschen verbunden, insbesondere dem Down-Syndrom, das sich aus einer zusätzlichen Kopie des Chromosoms 21 ergibt. Bei Pilzen kann die Aneuploidie jedoch Vorteile bringen, beispielsweise eine Resistenz gegen eine Pilzbehandlung.

In der neuen Studie fanden Heitman und seine Kollegen das heraus C. neoformans Klone produzierten Nachkommen mit anderen Merkmalen als Eltern, wie Arzneimittelresistenz oder Pigmentierung. Die Mehrheit dieser Nachkommen hatte zusätzliche Chromosomenkopien.

Einige der Hefen verloren später die zusätzlichen Chromosomen und wurden mit ihren Eltern identisch, was darauf hindeutet, dass die zusätzlichen Kopien für die unterschiedlichen Merkmale der Babyhefen verantwortlich waren.

Die Hefe erntete die Vorteile der sexuellen Fortpflanzung ohne einige der mit Sex verbundenen Kosten, berichteten die Forscher heute (10. September) in der Zeitschrift PLOS Biology.

"Diese Studie fasst viele Teile in einer zusammenhängenden Geschichte zusammen", sagte der Mikrobiologe Richard Bennett von der Brown University in Providence, der an der Forschung nicht beteiligt war. Sein eigenes Team hat festgestellt, dass eine andere Hefe, genannt wird Candida albicans, reproduziert auch unisexuell und produziert aneuploide Nachkommen. Während die Wissenschaftler die Theorie aufgestellt hatten, dass eine Aneuploidie vielfältige Nachkommen hervorbringen könnte, setzte Heitmans Team alles zusammen, erklärte Bennett gegenüber WordsSideKick.com.

In Menschen, C. neoformans kann eine lebensbedrohliche Infektion der Membranen verursachen, die das Gehirn umgeben. Die meisten Menschen sind dem Pilz ausgesetzt, aber die Infektion trifft im Allgemeinen Menschen mit geschwächtem Immunsystem. Der Erreger verursacht mehr als 600.000 Todesfälle pro Jahr und ist für ein Drittel aller AIDS-Todesfälle verantwortlich.

Das Verständnis, wie sich die Hefe vermehrt, könnte letztendlich zu besseren Anti-Pilz-Behandlungen führen, sagte Heitman.

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