细胞呼吸缺陷导致囊真菌不育

如果真菌必须采取迂回路线来实现细胞呼吸，它就缺乏构建子实体的能量。有性生殖的子实体的形成是真菌的中心发育过程。尽管近几十年来已经应用遗传方法来确定参与这一过程的大量因素，但我们仍然缺乏对不同细胞类型的形成是如何调节的了解。

来自波鸿和法兰克福的一个研究小组通过研究一种不育的突变囊真菌获得了新的见解。该突变体的呼吸链受损，因此缺乏形成子实体的能量。研究人员在《真菌杂志》10月号的封面故事中介绍了他们的发现。

超过100个突变体

Sordariamacrospora是研究囊状真菌子实体发育的模型系统，即所谓的丝状子囊菌。使用常规诱变，在1990年代为这种真菌产生了100多个发育突变体。

德国波鸿鲁尔大学生物与生物技术系普通与分子植物学组的助理教授InesTeichert博士与法兰克福歌德大学的AndreaHamann博士和HeinzD.Osiewacz教授合作，一直在研究这样的突变体：所谓pro34突变体与野生株不同，不形成成熟的子实体和有性孢子，而且生长速度较慢。

通过基因组测序，研究人员确定了一个基因中的一个主要缺口，他们将其命名为pro34。在野生型菌株中，该基因在子实体形成过程中受到RNA编辑的影响;这意味着此时会产生一种新的RNA和蛋白质变体，它可能具有特定的功能。

补偿缺陷会消耗能量

但是PRO34的功能到底是什么?“使用荧光显微镜，我们成功地将PRO34定位在线粒体中，”InesTeichert解释说。这些细胞器包含呼吸链，这是一系列蛋白质复合物，简而言之，它们有助于以三磷酸腺苷(ATP)的形式产生能量。在突变体中，这些复合物之一缺失。

尽管如此，突变体仍然是可行的。这是因为真菌和植物在线粒体呼吸链中拥有各种替代途径来弥补这些缺陷。“然而，这种补偿不足以满足子实体形成过程中的高能量需求，因此突变体保持不育，”InesTeichert说。

一个令人惊讶的发现是所谓的替代氧化酶(AOX)在pro34突变体中同样被激活。“根据之前的发现，AOX通常会弥补其他缺陷，因此必须履行额外的功能，”InesTeichert指出。

作者推测AOX对氧化应激具有保护作用，因为线粒体呼吸链的缺陷会导致氧自由基的形成增加。“一种解释也可能是AOX有助于某些线粒体复合物的组装，”作者相信。“因此，pro34突变体是后续分析的绝佳起点。”