Grzyb, który potrzebuje soli, żeby rosnąć

Większość grzybów znosi zasolenie jako obciążenie: rośnie wolniej, ale rośnie. Wallemia ichthyophaga zachowuje się odwrotnie — bez soli nie rośnie wcale. Wymaga co najmniej dziesięcioprocentowego stężenia chlorku sodu i dobrze się rozwija w roztworze nasyconym, co czyni ją najbardziej halofilnym znanym grzybem. To halofil obligatoryjny, a nie tolerant, i wśród organizmów jądrowych takich przypadków jest niewiele.

W 2013 roku zespół Janji Zajc opublikował w „BMC Genomics" genom szczepu typowego wraz z odpowiedzią transkryptomu na warunki bliskie obu granicom zasolenia. Genom okazał się wyjątkowo zwarty: 9,6 megazasady, 1,67% sekwencji powtarzalnych, 4884 przewidziane geny kodujące białka, zajmujące niemal trzy czwarte sekwencji. Analiza filogenomiczna umieściła Wallemiomycetes jako grupę siostrzaną Agaricomycotina, rozdzieloną od niej około 250 milionów lat temu.

Najciekawszy jest wynik negatywny. W typowych mechanizmach tolerancji zasolenia — transporcie jonów nieorganicznych i syntezie substancji osmotycznie czynnych — nie znaleziono niczego niezwykłego. Rodzina wymienników sodowo-protonowych nie jest rozszerzona, a transkrypcja niemal wszystkich transporterów kationów nie zależy od zasolenia. Wyraźnie rozszerzona jest za to rodzina hydrofobin, czyli białek ściany komórkowej, a połowa z nich ulega różnicowej ekspresji.

Odpowiedź na sól leży więc w ścianie komórkowej, a nie w pompowaniu jonów — i to jest prawdziwa treść tej pracy. Gatunek okazuje się przy tym wąskim specjalistą o niskiej zdolności adaptacji i, w odróżnieniu od blisko spokrewnionej Wallemia sebi, prawdopodobnie pozbawionym rozmnażania płciowego. Wyspecjalizowanie kosztuje: pozwala żyć tam, gdzie giną inni, i zamyka drogę powrotną.

Miejsca, w których taki grzyb ma szansę, są nieoczywiste. To baseny warzelni soli, słone jeziora i solanki — a także żywność konserwowana solą, w tym suszone ryby, od których gatunek wziął nazwę. Wspólną cechą tych środowisk jest nie tylko zasolenie, lecz także to, że dla większości mikroorganizmów są one puste. Halofil obligatoryjny nie tyle wygrywa konkurencję, ile zajmuje przestrzeń, do której nikt inny nie wchodzi.

Rodzaj Wallemia ma też stronę praktyczną, mniej egzotyczną. Jego przedstawiciele należą do grzybów kserofilnych, spotykanych w suchej i słonej żywności oraz w kurzu domowym, a zarodniki niektórych gatunków bywają wiązane z alergiami wziewnymi. Grzyb, który potrzebuje soli, jest więc jednocześnie ciekawostką z pogranicza biologii ekstremofilów i całkiem zwyczajnym problemem przechowalnictwa.

Co naprawdę pokazują dane

Wallemia ichthyophaga jest halofilem obligatoryjnym, a nie tylko grzybem tolerującym sól. Szczep typowy nie rośnie w standardowym podłożu bez obniżenia aktywności wody; w warunkach in vitro wymaga około 10% NaCl (co najmniej 1,5 M lub równoważnego osmolitowo środowiska), ma optimum w pobliżu 15–20% i pozostaje aktywny nawet w roztworze bliskim nasycenia. Izolowano go z solanek, gorzkich ługów po produkcji soli i solonego mięsa. Jego genom jest wyjątkowo zwarty: około 9,6 Mb i 4884 przewidywane geny białkowe. Porównanie transkryptomów przy 10% i 30% NaCl nie ujawniło jednego „genu supersoli”; adaptacja obejmuje bilans glicerolu, ścianę komórkową, hydrofobiny i transport jonów. Wartości odnoszą się do badanego szczepu i hodowli — w naturze liczą się także inne sole, temperatura oraz aktywność wody.