如果线虫有噩梦，它们可能会梦见被一种名为捕虫霉菌（Arthrobotrys oligospora）的食肉真菌活活吃掉的恐惧。这种真实存在的真菌有时会为这些蠕虫设置粘液陷阱。它是超过700 种已知的食肉真菌之一。一项于 11 月 21 日在开放获取期刊《公共科学图书馆·生物学》（PLoS Biology）上发表的研究描述了其独特进食习惯的基本过程的新发现。
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线虫通常不是捕虫霉菌的首选食物。真菌通常从腐烂的有机物中获取营养。饥饿和附近蠕虫的存在会促使这种真菌和其他真菌创建陷阱来捕捉和吃掉蠕虫。另一种食肉真菌，名为平菇（Pleurotus ostreatus）或平菇，甚至使用神经毒气作为其捕捉线虫的方法。
捕虫霉菌有不同的方法。它通常使用粘性分泌物将蠕虫固定住，然后将其作为食物。早期的研究已经揭示了捕虫霉菌捕食关系的某些生物过程和遗传学，但该过程的分子细节仍不清楚。
“我认为，考虑到在我们脚下的土壤中，存在像捕虫霉菌这样的微型捕食者，它们不断进化出新的方式来猎捕、捕获和消耗线虫猎物，而且这些食肉真菌和线虫之间存在着持续的进化军备竞赛，这非常吸引人，”该研究的合著者、分子生物学家Yen-Ping Hsueh告诉PopSci。
为了进行研究，Hsueh 和来自台湾台北中研院的一个团队设计了一系列实验室实验，以确定当捕虫霉菌捕食一种名为秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的线虫物种时涉及的基因和过程。他们使用了一种名为 RNAseq 的技术，在不同时间点观察了各种真菌基因的活性水平。当捕虫霉菌首次感知到蠕虫时，两个独立的功能会增加——DNA 复制和核糖体的生产。这些是细胞内构建蛋白质的结构。接下来，编码可能有助于真菌构建和使用其陷阱的蛋白质的许多基因的活性会增加。这些陷阱包括分泌的蠕虫粘附蛋白和团队首次识别出的一个蛋白质家族。
“最令人惊讶的发现是，与其它真菌相比，捕虫霉菌中的 DUF3129 基因家族出现了显著的扩张和多样化，”Hsueh 说。“我们将这个家族的成员命名为‘陷阱富集蛋白’（TEPs），因为它们定位在真菌陷阱中，并有助于陷阱的粘附和线虫的捕获。”
在捕虫霉菌将称为菌丝的丝状结构延伸到蠕虫体内进行消化后，编码多种称为蛋白酶的酶的基因的活性也会增加。一组称为金属蛋白酶的酶，它们可以分解其他蛋白质，其数量会进一步增加。研究团队认为，这表明捕虫霉菌利用这些蛋白酶来帮助消化像线虫这样的蠕虫。
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这项研究可以为进一步研究其他真菌捕食关系以及捕虫霉菌如何以这些蠕虫为食奠定基础。
“我们的下一步是进一步研究陷阱如何粘附线虫的分子功能，”Hsueh 说。“令人惊讶的是，陷阱在如此短的时间内就能捕获线虫，而且陷阱的粘附力非常强，以至于线虫一旦被困住，几乎没有机会逃脱。”
