Китайские учёные обнаружили, что грибок Aspergillus flavus, загрязняющий зерновые и орехи, регулирует выработку одного из самых сильных канцерогенов в зависимости от доступности железа в окружающей среде. Исследование, проведённое под руководством профессора Шихуа Вана из Фуцзяньского университета сельского и лесного хозяйства, открывает новые возможности для борьбы с токсичными соединениями в продуктах питания.
Группа выявила ключевой белок – транскрипционный фактор AflHapX, который выступает в роли молекулярного переключателя. Он напрямую связывает метаболизм железа в клетках грибка с производством афлатоксина В1. Это соединение регулярно обнаруживают в кукурузе, арахисе и древесных орехах. Хроническое потребление продуктов с афлатоксином – одна из причин рака печени, особенно в регионах со слабой инфраструктурой продовольственной безопасности.
В ходе эксперимента биологи генетически модифицировали грибок, удалив ген AflhapX. Выяснилось, что поведение исходного и изменённого штаммов кардинально различается. Обычный A. flavus производит больше токсина при дефиците железа и меньше – при его избытке. Штамм без гена AflhapX ведёт себя противоположным образом: максимальное количество токсина он вырабатывает в среде, богатой железом. Это доказывает, что именно белок AflHapX интерпретирует сигналы о доступности железа и запускает соответствующую реакцию.
Удаление гена также повлияло на другие свойства грибка. Модифицированный штамм стал формировать больше склероциев – плотных структур, которые помогают ему выживать в почве в неблагоприятных условиях. Кроме того, он оказался более уязвимым к окислительному стрессу. Это важно, поскольку растения сами вырабатывают активные формы кислорода для защиты от грибковой инфекции.
Эффективность механизма подтвердилась в опытах с семенами арахиса. Штамм с удалённым геном не только производил меньше афлатоксина, но и хуже рос и размножался непосредственно на семенах. Результаты исследования показывают, что воздействие на систему восприятия железа у грибка может стать новой стратегией для защиты урожая. Управляя содержанием железа при хранении или разрабатывая препараты, блокирующие AflHapX, можно одновременно подавлять и распространение грибка, и выработку им опасного токсина.