Die Pilzgenetik könnte zur Entwicklung neuartiger Biotechnologien beitragen

Pilze sind eine wesentliche Säule des Ökosystems der Erde und werden seit langem eingesetzt, um das Leben der Menschen zu verbessern. Während diese Organismen noch weitgehend zu wenig erforscht sind, deutet ein neues Übersichtspapier darauf hin, dass ihre einzigartigen Genome verwendet werden könnten, um Fortschritte in der Biotech-Industrie zu erzielen.

„Das Wunderbare an Pilzen ist, dass sie so viele Nischen erfüllen“, sagte Mitchell Roth, Hauptautor der Rezension und Assistenzprofessor für Pflanzenpathologie an der Ohio State University. „Sie sind überall zu finden, und oft findet man Pilze, die sich bereits angepasst haben, um in unwahrscheinlichen Umgebungen zu überleben.“

Kürzlich haben Wissenschaftler unglaubliche Durchbrüche auf diesem Gebiet erzielt, und dank der beliebten HBO-Adaption The Last of Us erhalten Pilze möglicherweise endlich die Anerkennung, die sie verdienen, sagte Roth. „Es gibt so viel Potenzial in der Pilzbiotechnologie, das wir noch nicht ausgeschöpft haben“, sagte er. „Wir haben gerade erst an der Oberfläche der Pilzbiotechnologie gekratzt, daher ist dieses Papier ein kleiner Aufruf zum Handeln.“

Pilzfortschritte haben bereits zu Durchbrüchen in einer Vielzahl von industriellen und häuslichen Umgebungen geführt, insbesondere in der Medizin durch die Entwicklung neuer Medikamente (wie Penicillin oder Lovastatin) als biologische Kontrolle gegen Krankheitserreger und in der Gesellschaft, wenn sie zur Fermentation bestimmter Lebensmittel und verwendet werden trinken.

Das Papier, veröffentlicht in der Zeitschrift Grenzen in der Pilzbiologiehebt hervor, wie weitere Forschung auf dem Gebiet der Mykologie – der Untersuchung von Pilzen – zur Entdeckung und Anwendung vieler neu entstehender Biotechnologien beitragen könnte.

Beispielsweise könnte die Verflechtung von Biotechnologie und Mykologie die Entwicklung bioinformatischer Werkzeuge und nachhaltiger Biomaterialien anregen, wie z. B. Algorithmen für maschinelles Lernen zur Vorhersage mykologischer Muster oder die Schaffung von Pilzbatterien. Da Pilze so weit verbreitet sind, könnten außerdem vielversprechende Biotechnologien wahrscheinlich in großem Maßstab produziert werden.

Aber Roth, der am Wooster-Campus des College of Food, Agricultural and Environmental Sciences im Bundesstaat Ohio arbeitet, konzentriert sich darauf, wie einige Pilze zu Krankheitserregern werden und Krankheiten verbreiten. Er sagte, dass viele dieser potenziellen Sprünge nur durch Fortschritte in der Fähigkeit der Wissenschaftler, ihre DNA zu sequenzieren, möglich geworden seien.

„Durch den Vergleich der Genome verschiedener Pilze kann man wirklich verstehen, welche Gene an welchen Prozessen beteiligt sind“, sagte er. „Jetzt können Sie ins Labor gehen, sie untersuchen, ein paar Gene verändern und einen Pilz noch besser machen, um eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen.“

Aber das heißt nicht, dass Forscher bei ihrer Suche nach Verwendungsmöglichkeiten für Pilze nicht auf Herausforderungen stoßen werden. Aufgrund der unterschiedlichen Größen von Pilzgenomen und ihrer sich wiederholenden genetischen Sequenzen stellt die Studie fest, dass es schwierig war, sie in ihrer Gesamtheit zu identifizieren und zu untersuchen. Es ist nur auf das Aufkommen von Long-Read-Sequenzierungstechnologien wie z Nanopore Und PacBiodie derzeit die Sequenzierung längerer DNA-Fragmente ermöglichen, dass die Pilzgenetikforschung so breit gefächert ist, sagte Roth.

Obwohl die Möglichkeit, Pilzgenome zu manipulieren, für eine Reihe von Technologiebranchen von Vorteil wäre, werden solche Fortschritte wahrscheinlich nicht ohne einen erheblichen Zeitaufwand, finanzielle Unterstützung und technologische Unterstützung stattfinden.

„Wissenschaftler können all diese Ideen und Kuriositäten über Pilze haben und sie weiter untersuchen wollen, aber es ist wirklich herausfordernd und sehr teuer“, sagte Roth. „Und leider wissen die Leute nicht immer, was wir mit ihnen machen können.“