Velké množství hub, zvláště těch mikroskopických, lze nalézt prakticky na každém povrchu. Čím je substrát bohatší na živiny, tím více hub tam roste. Proto se potraviny na přítomnost patogenních hub testují. Houby, stejně jako všechny organismy, podléhají evoluci. Neustále se vyvíjejí, aby se co nejlépe přizpůsobily prostředí, ve kterém žijí. To vede například k závažnému problému – vznikají kmeny rezistentní na léčbu antibiotiky https://czechsight.cz/rezistentni-houbove-infekce-jsou-na-vzestupu/. Daly by se tyto změny využít ke zkoumání pohybu hub?
Houby se mohou šířit přirozenou cestou, například plíseň hlízenka hlíznatá (Sclerotinia sclerotiorum) vytváří spory, které se společně shromažďují do chmýří a nechávají se unášet větrem na velké vzdálenosti. Tyto houby dokonce dokáží generovat vlastní „malý vítr“, kterým své spory vyfukují. V dnešní době se houby mohou šířit rychleji a na delší vzdáleností než kdy dříve. Umožňuje jim to současná propojenost světa. Houby nebo jejich spory se mohou na površích předmětů či uvnitř přepravovaných potravin dostat velmi rychle z jedné části světa na druhou. Před cestou, v jejím průběhu i po ní houby neustále mutují (výjimku tvoří spory, které se dokážou zakonzervovat a začínají růst až když se objeví v prostředí vhodném k růstu). Tyto změny se projevují na úrovni DNA.
Vlivem náhodných mutací dochází k záměnám nukleotidů A, T, G a C. Jejich pořadí určuje, jak bude vypadat protein, který se podle tohoto návodu vytvoří. Mutace v důležité části může vést ke ztrátě nebo změně funkce proteinu. Pokud k mutaci dojde v nějaké méně důležité části, nemusí to být rozpoznatelné jinak než přečtením DNA zkoumaného organismu. Některé úseky DNA jsou k mutacím náchylnější než jiné, a proto je lze využít k tzv. DNA fingerprintingu neboli DNA profilování. Nejznámějším použitím této metody je určování otcovství.
V současné době se mnoho výzkumných týmů zaměřuje na identifikaci oblastí DNA hub, které obsahují oblasti DNA, které mohou sloužit jako markery pro identifikaci původu těchto hub. Například v nové studii z Lublaňské Univerzity popsali vědci nové markery, které umožňují rychlou a přesnou analýzu geografického původu zkoumané houby přeslenatky (Verticillium), která způsobuje choroby mnoha plodin. Zaměřili se na nové oblasti DNA, které mezi sebou porovnávaly. Šlo většinou o krátké úseky, někdy dokonce o délce pouhého jednoho nukleotidu (SNR – jednonukleotidový polymorfismus). Druhou možností je přímé čtení jednotlivých nukleotidů – sekvenace. Provedením kombinace podobných testů lze určit vzájemné příbuzenské vztahy hub a díky tomu původ vzorku.
Svou novou metodu testovali na 104 vzorcích hub nalezených na plodinách z různých částí světa – Evropě, Severní Americe a Japonska. 13 Vzorků nebylo možné kvůli nízké kvalitě zpracovat a ze zbylých 91 vzorků byli schopni určit zemi původu u 88. Určili jejich vzájemnou příbuznost, což umožnilo sledovat různé adaptace v závislosti na typu hostitelské rostliny. Tento výzkum umožňuje zkoumat evoluci a ekologii zkoumaného organismu – v tomto případě houby škodící plodinám. Stejným způsobem lze detekovat každý organismus s dostatečně komplexní DNA, včetně rostlin a živočichů.
Výsledky vědci sdílí prostřednictvím genomových knihoven, které obsahují velmi podrobné informace o vzorku. To může značně usnadnit výzkum na poli evoluční biologie a také ekologie druhů. S dostatkem dat by bylo možné z nalezeného vzorku určit místo původu houby kdekoliv, kde bylo prozkoumáno dostatečné množství hub. Metoda by se mohla uplatňovat ve zkoumání původu kontaminace potravin či vzniku choroby. Hypoteticky by se dala využít i v kriminalistice, zvláště vzhledem k tomu, že houby jsou skutečně všudypřítomné.
Zdroje:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S187861462200109X
https://www.mdpi.com/2076-0817/12/4/535/htm#app2-pathogens-12-00535
Informace o hlízence: https://news.berkeley.edu/2010/09/27/sclerotinia_spore_plumes/
Ilustrační foto: Mathew Schwartz, Unsplash
Více z biologie na CZECHSIGHT:
Kristýna Molnárová
Filip Šlapal
Vstup do diskuze