ПРОЦЕССЫ САМООРГАНИЗАЦИИ У ДИМОРФНЫХ ГРИБОВ
Богомолова Е. В., Панина Л. К.
Санкт-Петербургский государственный университет, биолого-почвенный факультет 199034 С-Петербург
Явление диморфизма грибов,
свойственное некоторым видам, заключается в способности образовывать
две формы роста - мицелий (M), состоящий из длинных, как
правило, ветвящихся филаментов с перегородками или без них, и
дрожжи (Y) - округлые почкующиеся клетки. Данные формы при
определенных изменениях условий могут спонтанно претерпевать обратимые
взаимопревращения. Компетентность клетки диморфного гриба к альтернативному
пути роста позволяет рассматривать ее как бистабильный элемент
и удобную модель для изучения фазовых переходов при морфогенезе.
Реализация выбора формы клетки, как одного из возможных состояний
динамического равновесия, в свою очередь, задает последующую пространственную
организацию колонии в целом, приводя к образованию макроскопически
упорядоченных структур двух типов: фракталоподобных (из клеток
М-типа) или кластерных (из Y-типа). Таким образом, построение
общей модели самоорганизации и структурообразования в процессе
диморфных переходов можно разбить на две самостоятельные задачи:
(i) описать диморфные переходы, рассматривая клетку как сложную
систему; (ii) построить модели роста колоний фрактальной и кластерной
форм, в которых клетки являются простыми элементами. На данном
этапе работы удалось экспериментально индуцировать переходы мицелий-дрожжи
под действием ряда морфогенов - фармакологических агентов
и природных веществ, а также исследовать некоторые их закономерности.
Исследование проводилось на штамме Сh 49 диморфного эпилитного
гриба рода Phaeococcomyces de Hoog, изолированного с мрамора.
Системный качественный анализ полученных результатов позволил
установить основной внутренний параметр порядка для данного перехода -
уровень концентрации сАМРi в клетке. В заключение отметим, что
диморфизм чрезвычно распространен среди грибов, вызывающих системные
микозы у человека и животных (Paracoccidioides brasiliensis,
Histoplasma capsulatum, Candida albicans, Sporothrix schenkii),
и определен Айнсвортом как условие существования дрожжевой паразитической
и мицелиальной сапротрофной фаз. Поскольку соответствующая форма
клетки сопряжена с вирулентностью, исследование механизмов и индуцирующих
факторов диморфных переходов имеет важное прикладное значение
для медицины.