El legendario enfrentamiento entre hongos y nematodos, el pionero de las especies no modelo - Xue Yanbing

El enfrentamiento entre depredadores y presas es un fenómeno muy común e importante en el ecosistema. Xue Yanbing, investigador asistente del Instituto de Biología Molecular de la Academia Sínica, y su equipo observaron cómo los hongos cazan nematodos, desde la recolección de campo, la verificación de laboratorio y el establecimiento de mejores cepas modelo hasta el software de análisis de desarrollo propio, con frecuencia se han obtenido resultados de investigaciones originales. ha sido publicado en revistas internacionales de la Academia Nacional de Ciencias como Proceedings of the Academy of Sciences (PNAS), siga la investigación para obtener más información.

La investigadora asistente Xue Yanbing del Instituto de Biología Molecular de la Academia Sínica, sostiene un muñeco de nematodos en la mano y cajas de placas de Petri junto a ella contienen bacterias capturadoras de nematodos (un tipo de hongo). Fotografía/Zhang Yuchen

Artículo anterior "¡Vea cómo los hongos cazan nematodos y abren un nuevo amanecer en los medicamentos para el tratamiento de parásitos!" 〉 Según el artículo, el equipo de Xue Yanbing descubrió una escena de caza en el mundo microscópico: colocar trampas con nematodos que atrapan bacterias y envenenar hongos ostra rey para capturar nematodos. Estos mecanismos insecticidas brindarán nuevas posibilidades de control biológico. Pero aún más valioso es que cuando Xue Yanbing comenzó a estudiar este tema, los científicos sabían muy poco sobre los mecanismos moleculares de la interacción entre hongos insectívoros y nematodos. Se puede decir que ella es una pionera.

"Los científicos estiman que hay alrededor de cinco millones de especies de hongos en la Tierra, pero actualmente los investigadores sólo conocen realmente más de una docena de hongos, como la levadura, el moho del pan y algunas bacterias patógenas. Pero hay algunas especies muy especiales en la naturaleza "Hongos interesantes, casi no hay estudios a nivel molecular", recordó emocionado Xue Yanbing: "Estoy muy agradecido a Paul Sternberg, mi supervisor postdoctoral en Caltech, por su disposición a apoyar mi idea y permitirme. "Intento iniciar uno nuevo en su laboratorio. En el campo, utilizamos el nematodo modelo C. elegans para explorar las interacciones depredador-presa, los mecanismos moleculares y la coevolución entre hongos insectívoros y nematodos". Después de regresar a Taiwán, China, Después de establecer su propio laboratorio en la Academia Sínica, Xue Yanbing continuó liderando el equipo para ampliar la investigación sobre hongos insectívoros y reconstruyó paso a paso el mecanismo molecular de los hongos insectívoros que cazan nematodos.

Pero no es fácil ser pionero, desde encontrar temas valiosos y originales hasta construir mejores organismos modelo e incluso crear herramientas analíticas, cada paso adelante requiere enfrentar mayores incógnitas. Sin embargo, debido a sus contribuciones originales, los resultados de su investigación se publican con frecuencia en revistas internacionales como Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). ¡Entremos al sitio de investigación del equipo de Xue Yanbing!

Recolectando de la naturaleza, verificando que el experimento no es una fantasía

El equipo de Xue Yanbing descubrió que el hongo capturador de nematodos A.oligospora se alimenta de los nematodos C.elegans a través de cinco pasos: atraer presas → descubrir presas → colocar trampa → atrapar presas → darse un festín.

¡PERO! En la naturaleza, ¿los nematodos y las bacterias que los atrapan realmente se unen y "luchan" como lo hacen en el laboratorio? Entonces, el equipo de Xue Yanbing viajó a través de las montañas y campos de Taiwán, China, para recopilar datos y descubrió que dos tercios del suelo en Taiwán, China, contienen hongos que atrapan nematodos, y los nematodos son los animales más numerosos. los dos suelen estar "juntos".

Para estudiar la interacción entre nematodos y hongos capturadores de nematodos en la naturaleza, el equipo de Xue Yanbing tuvo que ir a las montañas y campos de Taiwán, China, para recolectar y aislar varios nematodos y hongos del suelo. y organizarlos en la naturaleza. Qué nematodos crecen con qué hongos atrapadores de nematodos. Fuente de datos/Xue Yanbing; imagen reproducida/Lin Xun'an Fuente/Xue Yanbing; imagen reproducida/Lin Xun'an

También separaron varios nematodos y hongos del suelo, seleccionando qué nematodos y qué nematodos. se encuentran en la naturaleza Las bacterias capturadoras se cultivan juntas y sus interacciones se prueban en el laboratorio. Por ejemplo: ¿un determinado hongo capturador de nematodos se alimenta de todos los nematodos? ¿O comer sólo unos pocos tipos de nematodos? Los resultados mostraron que las bacterias capturadoras de nematodos no son quisquillosas y comen todo tipo de nematodos. La relación de caza es de hecho "ubicua" entre todos los nematodos y las bacterias capturadoras de nematodos.

Descubre cepas súper fuertes y crea buenos materiales de investigación

Durante el proceso de investigación, Xue Yanbing también descubrió que la cepa estándar de bacterias capturadoras de nematodos obtenida del centro de cepas era "un poco débil". ". Propicio para la investigación. ¿Qué hacer? ¡Construye nuevos modelos tú mismo! Encontraron algunas cepas con una fuerte capacidad de caza a partir de bacterias capturadoras de nematodos recolectadas en la naturaleza.

Estas cepas pueden producir muchas estructuras de captura y crecen más rápido, por lo que matan a los nematodos más rápido. Estas cepas superpotentes pueden convertirse en excelentes cepas modelo, lo que facilitará a los científicos estudiar cómo los hongos que atrapan nematodos desarrollan sus estructuras de captura y qué genes se necesitan para capturar a sus presas.

Xue Yanbing también utilizó la secuenciación y la eliminación del genoma para descifrar el secreto del poder de caza de las supercepas: ¡la proteína G! En las bacterias capturadoras de nematodos, la proteína G es responsable de transmitir señales externas a las células. Xue Yanbing descubrió que esta proteína transmitirá señales de que los nematodos están presentes en el mundo exterior, lo que incitará a las células a desarrollar estructuras de captura. Sin esta proteína, las bacterias capturadoras de nematodos no pueden desarrollar una estructura de captura y solo pueden permitir que escapen los "gusanos gordos en la boca"~

Herramienta de análisis de defensa de combate

Nematodos y hongos Es necesario buscar con paciencia muestras experimentales y también desarrollar con gran esfuerzo herramientas para analizar sus defensas de combate. Si alguna vez ha dejado pan enmohecido y un día, de repente, mira hacia atrás y encontrará que al pan le han crecido trozos de hifas de moho. Es difícil describir con precisión su tasa de crecimiento, rango de crecimiento y longitud del micelio. Lo mismo ocurre con las bacterias (hongos) que atrapan nematodos en el laboratorio.