日本筑波——真菌是自然界腐化和分解循环系统的重要组成部分。丝状真菌通过延伸被称为菌丝的细线遍布并穿透表面。

在活的有机体中引起疾病的真菌可以穿透紧密连接的植物或动物细胞之间的空隙，但它们的菌丝是如何做到这一点的，以及为什么其他真菌物种的菌丝不能做到这一点，目前还不清楚。

现在，由筑波大学的Norio Takeshita教授领导的一个团队，与名古屋大学和墨西哥的合作者，发现了一个有助于解释物种差异的关键特征。他们比较了来自不同分类群的7种真菌，包括一些在植物中致病的真菌。

研究小组测试了真菌在遇到障碍物时的反应，障碍物意味着它们必须通过非常狭窄的通道。沟道宽度只有1微米，比真菌菌丝的直径要窄，不同物种的沟道直径一般为2-5微米。

有些物种在狭窄的河道中生长得很快，在遇到河道前、穿过河道时和出现后都保持着相似的生长速度。相比之下，其他物种受到了严重阻碍。菌丝要么停止生长，要么在通道中生长得非常缓慢。菌丝出现后，有时会出现膨大的尖端并去极化，因此它们不能保持原来的生长方向。

生长中断的趋势并不取决于菌丝的直径，也不取决于真菌之间的关系有多密切。然而，生长速度快、细胞内压力高的物种更容易受到破坏。

通过观察活真菌中的荧光染料，研究小组发现，生长中断的真菌细胞内的过程出现了缺陷。提供脂质和蛋白质(菌丝延伸时，组装新膜和细胞壁所需的物质)的小包裹(囊泡)在通过该通道生长时不再被正确地组织起来。

“我们第一次证明了细胞的可塑性和生长率之间存在着一种平衡，”竹下教授说。“当一个快速生长的菌丝通过一个狭窄的通道时，大量的囊泡聚集在收缩点，而不是沿着生长的尖端。这导致去极化生长:当它离开通道时，尖端膨胀，不再延伸。相反，较低的生长率使菌丝能够保持细胞极性机制的正确定位，使菌丝能够在有限的空间内继续生长。”

这一发现不仅有助于解释为什么某些真菌能够穿透表面或活组织，而且对未来真菌生物技术和生态学的研究也很重要。

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Trade-off between plasticity and velocity in mycelial growth

doi.org/10.1128/mBio.03196-20上