安德森(Jim Anderson)的脚下正躺着一个怪物。早在波斯王薛西斯(Xerxes)向古希腊宣战之时,它就一直存活着。重量超过三条蓝鲸。它的胃口非常大,能吞下大片森林。但它并不是希腊神话中被遗忘的野兽,它是一朵蘑菇。
安德森正在密歇根北部半岛的克里斯特福尔斯(Crystal Falls),探索当地一片平淡无奇的林地。此行的目的是探访林地生存着的微生物有机体,距离安德森团队首次发现它已经30多年了。它的学名叫做高卢蜜环菌(Armillaria gallica)。
在亚洲、北美和欧洲的温带林地里,都能找到高卢蜜环菌的踪迹。它们生长在枯木和将死的树木上,加速腐蚀分解的过程。这种蘑菇只有子实体暴露在地表,最高能长到10厘米。子实体呈鳞片状的黄褐色,外表与毒蕈类似。
20世纪80年代末,安德森团队来到了克里斯特福尔斯,在森林地面的覆盖层和表层土壤下,发现了大量高卢蜜环菌群。最初以为是一个丰富的蘑菇群落,后来发现,菌群是一个巨大的真菌体。团队估计,这个真菌体占地至少91英亩,质量约达100吨,至少生长了1500年时间。它的发现,刷新了俄勒冈州高卢蜜环菌保持的最大真菌的世界纪录。
安德森表示:“当时引起了不小的轰动。报道正是在愚人节发布的,所以很多人觉得我们在开玩笑。2015年的时候,我们决定再回去看看,验证当时所见的就是高卢蜜环菌单个个体的推测。”
2015年至2017年间,安德森的团队多次回到此地,从林地的各个角落采集样本,并利用多伦多大学的实验室,通过测序仪对采集的DNA样本进行分析。自上世纪80年代以来,基因分析技术已经有了长足进步,新技术使这一分析过程变得更加容易、处理速度更快,而且能提供更多的信息。
分析了最新样本之后,确认这朵高卢蜜环菌就是单个个体,而且比之前预测的体积还要大,生长时间还要长。最新的分析结果是,这朵蘑菇比预测的要大4倍,生长年限要再往前推1000年。如果能秤重,整个蘑菇大概能达400吨左右。
然而,分析研究有一项重大的发现,其中含有的物质,能帮助人类用来抗衡现代医学界最大的敌人之一——癌症。
高卢蜜环菌因何能存活这么长时间和长得这么巨大?加拿大的研究人员发现了其中的秘密:这种菌菇的变异率极低,这就意味着菌菇的基因编码极少会发生改变。
个体生长时,体内的细胞会一分为二,诞生出新的细胞。随着时间的推移,细胞内的DNA可能会损伤,导致蛋白质合成时产生错误,这个过程叫做变异,变异会改变基因编码。一般认为衰老就是这种机制产生的。
在克里斯特福尔斯发现的高卢蜜环菌中,有一种内在的抵抗DNA损伤的能力。团队在森林的不同地方采集了15个样本进行了测序,结果发现,在1亿个高卢蜜环菌的基因编码之中,发生改变的只有163个基因编码。
安德森说:“变异率远远低于我们的想象。除非每分裂一次,这朵蜜环菌就长大一米,否则这样低水平的变异率是不可能达到的。但是,细胞是十分微小的东西——每个细胞大概只有几微米。因此,要长大一米,大概需要分裂出数百万个细胞才行。”
安德森团队认为,这种真菌体内有一种机制,能够抵制DNA损伤,只有这样才能让它的基因组如此稳定。虽然无法给出确切解释,但高卢蜜环菌惊人的稳性,给了人们启发,为人类健康提供了新的视角。
安德森说:“高卢蜜环菌的某些成分,似乎能与癌症的不稳定性抗衡。观察一组培养了相同时间的癌细胞和蜜环菌细胞,癌细胞由于几经变异,已经无法辨识。而高卢蜜环菌则恰恰相反,我们可以观察到它是如何变化成现在这样,并与癌细胞进行比较。”
这样的研究,不仅能让科学家更了解癌细胞变异的机理,还可能提供治愈癌症的新思路。
安德森团队的研究,发现了真菌能帮助人类这块尚未触及的领域,但他们并不准备展开研究,他们希望有更年轻、更专业的团队来做这项工作。这样的团队才更了解癌症遗传的复杂性。
真菌是地球上最常见的生物之一,这些微小生物的总生物量超过地球上所有动物的总和。人们还在不断发现新的真菌。据估计,生物界约有380万种真菌,其中有超过90%都尚未被发现。仅2017年,科学家就新发现了2189种真菌。
伦敦英国皇家植物园(Royal Botanic Gardens Kew)最新发表的一份报告中强调,真菌目前已经有数百种用途。从造纸到清洗脏衣服。就疫苗和生物制剂来说,原材料中有大约15%来自真菌。乙肝疫苗制剂是一种复合蛋白,是在酵母细胞中培养而成的。而酵母则是真菌的一种。
Monday, April 8, 2019
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