Se pueden encontrar en los pisos de los bosques, pantanos y en casas, que varían en tamaño desde el período más pequeño que el período en el teclado de su teléfono inteligente hasta que se extienden sobre varias cuadras de la ciudad. Se estima que más de un millón de especies de hongos viven en este planeta, perola mayor parte de esa diversidad sigue siendo desconocida porque los hongos han evitado la detección y no han sido cultivados para su estudio en laboratorios.
Reportado el 8 de octubre de 2018, en Microbiología de la naturaleza , un equipo dirigido por investigadores del Instituto Conjunto del Genoma JGI del Departamento de Energía de los EE. UU. DOE, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE ha desarrollado una tubería para generar genomas a partir de células individuales de hongos no cultivados. El enfoque fue probadoen varias especies fúngicas no cultivadas que representan hongos divergentes tempranos, las primeras ramas evolutivas en la genealogía fúngica que proporcionan un repertorio de productos genéticos importantes y valiosos.
"La mayor parte de la diversidad filogenética representa hongos divergentes tempranos", dijo el coautor principal del estudio, Tim James, de la Universidad de Michigan. "Sabemos por encuestas ambientales de ADN que son comunes en muchos hábitats, pero presumiblemente son microscópicos".así que realmente tienes que buscarlos. No sabemos cómo se ven y sabemos que no podemos cultivarlos, ya que lo que puedes cultivar no es representativo de lo que ves en el ADN ambiental. Nos encantaría poderpara mirar una muestra dada e identificar cómo se verían las células, pero también queremos ver los genomas de los organismos e inferir cómo son. Ahí es donde entra la genómica unicelular ".
Una técnica para explorar la diversidad desconocida
A través de proyectos como los 1000 Genomas de hongos de JGI, los investigadores apuntan a expandir la fracción conocida de la diversidad fúngica con secuencias genómicas representativas para varios linajes. Sin embargo, incluso con estos esfuerzos, la mayoría de los genomas disponibles pertenecen a solo dos linajes principales, Ascomycota y BasidiomycotaLos linajes de divergencia temprana que están más cerca de la base del Árbol de la Vida Fúngico tienen pocos genomas representativos.
"Conceptualmente, este es un proyecto piloto", dijo el científico de datos de JGI y primer autor Steven Ahrendt, quien comenzó a trabajar en el proyecto como becario postdoctoral. "Esta es una idea similar al enfoque que JGI ha adoptado con la materia oscura microbiana:- que las especies están ahí afuera, pero no aparecen en el cultivo basado en placas "
El enfoque de genómica unicelular se aplicó a ocho hongos, siete de los cuales pertenecen a los linajes divergentes tempranos Cryptomycota, Chytridiomycota y Zoopagomycota. Además, seis de los siete hongos son micoparásitos u hongos que atacan a otros hongos. Como tal,necesitan poder infestar a los huéspedes sin hacerse daño. Estas especies se cultivaron en cocultivo con sus huéspedes y luego las esporas de los parásitos se aislaron para tomar muestras ". Ese estilo de vida micoparasitario podría ser un factor de por qué estas especies no son cultivables.", Señaló Ahrendt.
Al observar los genomas de los seis micoparásitos, el equipo descubrió que faltaban genes esenciales del metabolismo para las vías que involucran tiamina, urea y sulfato, entre otros, lo que podría dificultar su cultivo. James notó que los hongos utilizados en el estudio eranseleccionados de una amplia gama de estrategias micoparasitarias y representan una gran cantidad de tiempo evolutivo, lo que dificultó al equipo identificar nuevos conjuntos de genes que podrían arrojar luz sobre el estilo de vida micoparasitario. Lo que el estudio realmente destaca, agregó, es queel enfoque unicelular es factible para lo que él llama "materia oscura fúngica". Las células individuales fúngicas produjeron en cualquier lugar del 6 por ciento del genoma al 88 por ciento, pero la combinación de las células individuales produjo co-ensamblajes del genoma que van desde el 73 por ciento completo hasta99 por ciento completo.
más allá de la prueba de principioJames dijo: "Hay alrededor de 2,000 especies descritas de hongos divergentes tempranos, y alrededor de 120,000 especies descritas de Ascomycota y Basidiomycota", describimos tal vez el 5 por ciento de la diversidad de hongos, y estamos en una era en la que podemoscomenzar a llegar a esa parte faltante de la diversidad "
El enfoque de genómica unicelular se aplicará a una propuesta del Programa de Ciencias Comunitarias de JGI que lidera James, que involucra 50 hongos divergentes tempranos desconocidos de los ambientes acuáticos ". Lo que realmente me gustaría ver es que la gente adopte este enfoque y modifique"para que se adapte a diferentes grupos organismales", dijo. "Este piloto acaba de comenzar la exploración observando organismos acuáticos unicelulares y, sin embargo, tenemos organismos en el suelo, en plantas, etc." James habló sobre "Aprovechar la variación genética entre solteroscélulas o individuos para comprender la biología críptica de los hongos "en la Reunión de Genómica de Energía y Medio Ambiente de JGI 2018. Mire su charla en el canal de YouTube de JGI en
http://bit.ly/JGI2018James . "Este trabajo fue una prueba de principio de que el enfoque de genómica unicelular puede reconstruir genomas de hongos casi completos y proporcionar información sobre la posición filogenética y las capacidades metabólicas de diversas especies no cultivables a partir de muestras ambientales", acordó el director y el director del Programa Fúngico JGIcoautor principal Igor Grigoriev. "Varios genomas en este estudio representan las primeras referencias para los hongos phyla que contienen principalmente especies que no han sido o no pueden ser cultivadas. Tener secuencias genómicas y reconstrucciones metabólicas de una amplia diversidad de especies de hongos no cultivados nos permite mejorarcomprender la evolución de los hongos y ampliar los catálogos de genes, enzimas y vías para la ciencia y las aplicaciones del DOE ".
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Materiales proporcionados por
DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud. Referencia del diario
: Steven R. Ahrendt, C. Alisha Quandt, Doina Ciobanu, Alicia Clum, Asaf Salamov, Bill Andreopoulos, Jan-Fang Cheng, Tanja Woyke, Adrian Pelin, Bernard Henrissat, Nicole K. Reynolds, Gerald L. Benny, Matthew ESmith, Timothy Y. James, Igor V. Grigoriev.
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