Door het gebruik van schimmels als modelsystemen voor het begrijpen van schimmelziekten, twee groepen onderzoekers rapporteren nieuw werk dat inzicht biedt in hoe kooldioxide (CO 2) regelt de morfogenische veranderingen die het mogelijk maken ziekteverwekkende schimmels om te overleven in verschillende omgevingen en het menselijk lichaam binnen te dringen, en zij zorgen voor nieuw bewijs voor de manier waarop de CO 2-sensing en de stofwisseling te benutten evolutionair geconserveerd enzymen om de groei en de geslachtelijke voortplanting van pathogene micro-organismen te controleren.
De twee studies zijn gerapporteerd door Joseph Heitman en collega's van Duke University Medical Center en door Fritz Mühlschlegel van de Universiteit van Kent , Jochen Buck aan Cornell University , en hun medewerkers.
Hoe organismen zin en reageren op de CO 2 op cellulair niveau is niet helemaal duidelijk, maar het is van groot belang in het begrijpen van de biologie van microben, planten en dieren gelijk. Bijvoorbeeld, CO 2-gehalte van toepassing op de detectie van prooi door vrouwelijke muggen, controle ademhaling bij zoogdieren, en natuurlijk spelen een belangrijke regulerende rol in de fotosynthese in algen en planten, daarnaast CO 2 sensing en het vervoer zijn betrokken bij tal van cellulaire processen en virulentie eigenschappen van verschillende pathogene bacteriën en schimmels - in zowel B. anthracis, die Anthrax oorzaken en C. neoformans, die meningitis veroorzaakt, CO> 2 induceert de productie van suiker op basis van capsules die omringen en beschermen de binnenvallende cel van de gastheer tijdens infectie.
In hun nieuwe werk, Mühlschlagel en collega's bestudeerden de functie van CO 2 sensing in twee grote menselijke pathogene schimmels, C. albicans en C. neoformans. Zowel oorzaak levensbedreigende, invasieve infecties bij immuungecompromitteerde patiënten - bijvoorbeeld, die besmet zijn met HIV of ondergaan beenmergtransplantatie. De twee schimmels, die de verte verwant zijn in de evolutie, hebben verschillende eigenschappen met betrekking tot hun virulentie bij de mens. Voor C. albicans, een overgang tussen verschillende morfologische vormen ("gist" en "filamenteuze" vormen) speelt een belangrijke rol, terwijl het voor C. neoformans, de synthese van een polysaccharide capsule is de sleutel.
In de lichamen van zoogdieren, de CO 2-concentratie meer dan 150-maal hoger (5%) dan in atmosferische lucht (0,033%). Bijgevolg worden C. albicans en C. neoformans blootgesteld aan sterk verhoogde CO 2-concentraties bij het veroorzaken van systemische aandoening. In hun onderzoek, identificeren van de auteurs van CO 2 als een fysiologisch signaal dat de pathogene draadvormige overgang in C. albicans induceert, ze tonen ook aan dat een oude groep van enzymen genaamd adenylyl cyclases zijn de zogenaamde chemosensors bemiddelen zowel de CO 2-afhankelijke filamentatie in C. albicans en de capsule biosynthese in C. neoformans. De auteurs gaan om de CO 2-sensing in C. albicans is essentieel voor oppervlakkige (huid) infecties, waarin de gist moet kunnen groeien, ondanks een significante verlaging van CO 2 niveaus aanwezig zijn op het huidoppervlak te tonen. Op basis van hun bevindingen, concluderen de auteurs dat de CO 2 sensing is een belangrijke mediator van schimmels virulentie in verschillende gastheer omgevingen - bijvoorbeeld op verschillende plaatsen in het lichaam.