食肉真菌麻痺寄生線蟲 開啟生物防治新契機

 

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線蟲是世界上最多的動物,而有許多線蟲為寄生型線蟲,會寄生各類動植物,造成經濟作物巨大的損失,並在開發中國家廣泛地傳染疾病。

蠔菇快速麻痺線蟲 以此獲取養份

中央研究院分子生物研究所薛雁冰助研究員近期帶領研究團隊在《美國國家科學院院刊》(PNAS)發表二篇有關「食肉真菌捕捉線蟲機制」的論文,未來有望發展成新的生物防治方法並應用在農業上,或是開發出新藥物對抗感染人體及動物的寄生性線蟲。

蠔菇、杏鮑菇等側耳屬(Pleurotus)真菌為相當常見的食用菇類,亦稱為食肉真菌。科學家發現在貧瘠環境中,這些菇類的菌絲會麻痺並殺死線蟲以獲取養份。薛雁冰研究團隊遂利用模式生物—秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)來研究食用菇類麻痺線蟲的分子機制。

線蟲碰到蠔菇菌絲 會使肌肉細胞壞死

團隊發現當線蟲碰到蠔菇的菌絲時,線蟲肌肉裡的鈣離子濃度會異常的飆高,使得肌肉過度收縮而麻痺癱瘓。接著,研究團隊篩選隨機突變的線蟲並找出具有真菌抵抗性的突變株,並發現真菌的毒素需要透過線蟲的感知神經纖毛進入線蟲體內使其麻痺,當線蟲因突變而失去感知神經上的纖毛結構時,就對蠔菇毒素產生抗性,但是只要恢復一種感知神經元的纖毛結構,真菌便能再次麻痺突變線蟲。

此外,研究團隊還發現此真菌毒素能造成神經與肌肉細胞快速的壞死。此造成線蟲細胞快速死亡的機制與現有的寄生蟲藥物如伊維菌素、涕滅威和左旋咪唑等截然不同。現在的抗寄生蟲藥物是影響寄生蟲的神經活性。菇類的毒素則是能直接造成細胞死亡。因此在未來可望發展成新的生物防治方法應用在農業上,或是開發出新藥物,以對抗感染人體及動物的寄生性線蟲。

建立新的菌株模式 有利未來生物防治

研究團隊將一株產孢、生長能力與製造陷阱能力均突出的線蟲捕捉菌進行基因體定序解碼,以期深入研究線蟲捕捉菌捕捉線蟲的分子機制,並進一步發現,線蟲捕捉菌需要G蛋白的訊息傳遞才會產生捕捉構造,證明了G蛋白在線蟲捕捉菌的捕食行為中扮演重要角色。

此研究不僅建立了新的模式菌株,並發展出多項有利的分子生物工具,將有助於後續了解線蟲捕捉菌捕捉線蟲的機制,以期在未來發展出有效的生物防治方法,來防治危害農業的各種寄生性線蟲。 

 

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