研究發現一些致病真菌可通過細胞之間微小的縫隙生長

筑波大學的研究小組發現了一些導致疾病的真菌通過擠壓植物或動物細胞之間的微小縫隙來滲透組織的新情況。 真菌是自然界腐爛和分解循環系統的一個重要組成部分。絲狀真菌通過延伸被稱為菌絲的細線在表面擴散和滲透。

在生物體內引起疾病的真菌可以穿透緊密連接的植物或動物細胞之間的空間，但是它們的菌絲如何做到這一點，以及為什麼其他真菌物種的菌絲不能做到，一直不清楚。

現在，由筑波大學竹下紀夫教授領導的一個小組與名古屋大學和墨西哥的合作者一起發現了一個有助於解釋物種之間差異的關鍵特徵。他們比較了來自不同分類組的七種真菌，包括一些在植物中引起疾病的真菌。

該小組測試了這些真菌在遇到意味着它們必須通過非常狹窄的通道的障礙物時如何反應。這些通道只有1微米寬，比真菌菌絲的直徑還要窄，在不同的物種中通常為2-5微米。

一些物種很容易通過狹窄的通道生長，在遇到通道之前，在延伸通過通道時，以及在出現之後，都保持類似的生長速度。相反，其他物種則受到嚴重阻礙。菌絲要麼停止生長，要麼非常緩慢地通過通道生長。這是因為菌絲有時會發展出一個腫脹的頂端，並變得去極化，因此它們不能保持其先前的生長方向。

研究發現生長中斷的趨勢並不取決於菌絲的直徑，也不取決於真菌的關係有多密切。然而，生長速度更快、細胞內壓力更大的物種更容易出現體內環境被真菌破壞的問題。

通過觀察活的真菌中的熒光染料，研究小組發現，在生長中斷的真菌中，細胞內的過程變得有缺陷。供應脂質和蛋白質的小包裹（囊泡，在菌絲延伸時組裝新的膜和細胞壁所需）在通過通道的生長過程中不能夠再正確組織。

竹下教授説：“我們首次表明，在細胞的可塑性和生長速度之間似乎存在着一種權衡，當一個快速生長的菌絲通過一個狹窄的通道時，大量的囊泡聚集在收縮點，而不是沿着生長的頂端傳遞。這導致了去極化的生長：頂端在離開通道時膨脹，不再延伸。相反，較慢的生長速度允許菌絲保持細胞極性機制的正確定位，允許生長繼續通過封閉的空間。”

除了幫助解釋為什麼某些真菌可以穿透表面或活體組織外，這一發現對於未來的真菌生物技術和生態學研究也將是非常重要。