Svampstudier ger ny kunskap om skadliga mutationer i celler

Långlivade svampar som växer i så kallade häxringar samlar på sig förvånansvärt få mutationer över tid, vilket tyder på att de har ett väl utvecklat skydd mot skadliga mutationer. Resultaten, som publiceras i den ansedda tidskriften Current Biology, är intressanta ur både medicinskt och evolutionsbiologiskt perspektiv.

DNA finns i varje cell i alla levande varelser och kodar för de funktioner som cellen kan utföra. Förändringar i DNA:t, så kallade mutationer, kan innebära att cellen förlorar sin funktion, vilket innebär ökad risk för sjukdom. Det är därför viktigt att DNA:t hålls intakt över tid. Varje gång en cell delar sig finns risk för nya mutationer. Det innebär att organismer som lever länge, och där varje cell kan bidra med DNA till nästa generation, är särskilt utsatta för skadliga mutationer. I den här studien har forskare studerat hastigheten och mönstret av mutationer i långlivade svampar som formar så kallade häxringar.

Häxringar kan påträffas i gräsmattor eller i skogen. Ibland kan man urskilja en mörkare ring i vegetationen under svamparna, eller under torra perioder en ring av dött gräs. Häxringar har historiskt sett omgärdats av diverse övernaturliga fenomen, så som spår efter häxors kittlar, dansande älvor eller andra magiska varelser. Numera vet vi att häxringar bildas av cirkulära, underjordiska mycel, svampars egentliga kropp, som växer radiärt utåt från en startpunkt samtidigt som det dör av i mitten allt eftersom tiden går. Precis som i de flesta andra svampar kan varje cell av svampkroppen bilda fruktkroppar och ge upphov till en ny generation svampar.

I den aktuella studien använde sig forskarna av häxringar av svampen nejlikbroskskivling kombinerat med DNA-sekvensering för att studera mutationer. Det visade sig att antalet mutationer var slående litet jämfört med antalet celldelningar.

-Ofta när man studerar mutationer använder man sig av cellinjer på labbet, vilket inte är praktiskt att göra över långa perioder. I häxringar kan vi studera uppkomst och ansamling av mutationer över många år, och dessutom i organismens naturliga miljö. Intressant nog hittade vi mycket färre mutationer än vi förväntade oss, säger Markus Hiltunen, doktorand och huvudförfattare till studien.

Resultaten tyder på att svampar har en förmåga att skydda sig mot en ansamling av skadliga mutationer. Närmare studier av cellprocesserna i dessa svampar kan därför ge ny viktig kunskap om de utmaningar som måste lösas för att uppnå en lång livslängd.

-Den mekanism som möjliggör detta skydd är i nuläget okänd, men huvudkandidater är oerhört effektiva DNA-reparationssystem eller asymmetrisk fördelning av DNA:t vid celldelning, då muterat DNA skulle kunna lämnas bakom då svampen växer utåt. Detta behöver dock klarläggas i nya studier, säger Hanna Johannesson, som leder forskargruppen vid Uppsala universitet.

Studien ökar kunskapen om de utmaningar och lösningar som krävs för att individer ska kunna nå en hög ålder, vilket är av intresse bland annat inom områden som evolutionsbiologi och cancerforskning.

Kontaktperson: Markus Hiltunen, tel: 076-073 15 02, markus.hiltunen@ebc.uu.se, eller forskningsledare Hanna Johanesson, tel: 070-485 67 79, hanna.johannesson@ebc.uu.se

Johannesson, Hanna et al. (2019) "Maintenance of high genome integrity over vegetative growth in the fairy-ring mushroom Marasmius oreades", Current Biology, DOI: 10.1016/j.cub.2019.07.025

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)30870-X