近日,云南生物资源保护与利用国家重点实验室张克勤院士团队在捕虫真菌Dactylellina haptotyla中鉴定到一种介导线虫侵染的新型细胞器,将其命名为“致病小体”(virulensome)。此前的各种研究仅观察到该结构为性质未知的电子致密结构,而张克勤院士团队此项研究证实,致病小体系线虫宿主信号刺激下特异性形成的细胞器,可作为富集多种毒力因子的胞内功能枢纽发挥作用;该结构能够将致病效应分子快速转运并释放至宿主细胞内,揭示了真菌侵染线虫的一种全新策略。相关研究成果已在《中国科学:生命科学》(SCIENCE CHINA Life Sciences)上正式发表。
与移动动物不同,真菌通常无法主动逃避或追逐猎物。对于在环境中遇到主动移动线虫的捕虫真菌而言,其生存依赖于发展出有效的策略来侦查、捕获并战胜这些移动宿主。经过长期进化,这些真菌演化出了包括特化捕虫结构和强效毒力因子在内的多种机制,以高效攻击并利用线虫作为营养来源。

图 1. 坚粘孢亚隔指孢捕器中致病小体的分布及杀线虫功能
在这项研究中,研究人员在捕虫真菌中发现了致病小体(virulensome)。致病小体是一种膜包裹结构,大小约为100-250纳米,在真菌侦查到线虫时会迅速形成。这些特化细胞器充当细胞“攻击平台”,集中大量与毒力相关的蛋白质,包括能够降解线虫组织的酶。
在侵染过程中,致病小体被运输到真菌与线虫的接触部位,在那里释放其内容物以促进宿主组织分解并促进真菌侵入。纯化的致病小体单独即可对线虫造成严重损伤,证明了其在侵染线虫中的直接作用。这些发现表明,真菌能够预先组织一套高度协调的细胞内侵染系统,而非依赖单个毒力因子独立发挥作用。

图 2. 标志性蛋白DHGH1亚细胞定位及荧光标记致病小体的侵染过程
致病小体的发现为病原菌如何在亚细胞水平组织和启动其侵染机制提供了新视角。尽管是在捕虫真菌中发现的,但其他真菌侵染系统中也观察到了类似的囊泡(vesicle)结构,这表明毒力因子的区室化递送可能代表微生物在侵入宿主过程中的一种广泛策略,有可能是微生物侵染宿主理论的重要补充或变革。
Beat365唯一官方网站云南生物资源保护与利用国家重点实验室赵沛基研究员以及胡茜苡、王思涵同学为并列第一作者,张克勤为通讯作者,该研究得到国家自然科学基金委、国家重点研发计划项目和云南省重点研发项目等项目经费的资助。
论文链接:https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-026-3388-2
来源:云南生物资源保护与利用国家重点实验室
编辑:奚利 责任编辑:李哲