微生物所白色念珠菌有性生殖的社会性调控研究获进展

　　有性生殖是地球上生物进化的重要推动力，其方式多种多样，并普遍存在于真核生物中。人体病原真菌白色念珠菌有性生殖方式的独特之处在于：一种叫 white-opaque的形态转换过程参与对该菌交配的调控。White和opaque是白色念珠菌中两种重要的细胞形态，在耐药、共生及感染宿主中起不同作用。但只有opaque细胞具有交配能力，white细胞必须先转换成opaque细胞后才能交配。然而，自然条件下白色念珠菌主要以white细胞形式存在。在群体中占少数的opaque细胞如何进行高效率交配及有性生殖，从而使白色念珠菌在进化和自然选择中处于优势？这是长期以来困扰该领域的一个问题。

　　最近，中国科学院微生物研究所黄广华课题组研究发现，在opaque细胞信息素的刺激下，占多数的white细胞能分泌更多的信息素，从而提高菌落群体中整体信息素的水平，促进opaque细胞进行交配。换句话说，尽管white细胞不能进行交配，但能帮助opaque细胞交配，并提高其交配效率。他们通过一种“neighbor communication”的方式进行沟通，体现了微生物在完成一项生物学过程时，不同形态细胞间的协同作用及社会性调控。该研究还发现，white细胞能促进opaque细胞进行“同性交配（same-sex mating）”。进一步研究发现Ste2/3-MAPK-Cph1信号途径在该过程中起重要的调控作用。White和opaque细胞通过旁分泌及正反馈途径调控细胞间的交流及白色念珠菌的交配过程。该研究揭示白色念珠菌作为一种病原真菌如何通过对细胞形态分化和有性生殖的调控，平衡保持长期进化中的竞争优势与短期宿主微环境快速适应之间的矛盾。

　　该课题在中科院“百人计划”和国家自然科学基金委相关项目资助下完成，相关成果已发表在国际杂志PLoS Genetics 上，助理研究员陶丽和博士生曹承俊为文章共同第一作者。

图：白色念珠菌white细胞促进opaque细胞交配。A. White细胞促进opaque细胞形成类似”shmoo”结构；B. White细胞促进opaque细胞进行“同性”交配；C. White和opaque细胞通过信息素和MAPK途径进行细胞间交流。