Pestalotiopsis microspora
Pestalotiopsis microspora — вид грибов из семейства Pestalotiopsidaceae[2], получивший широкую известность благодаря своей уникальной способности разлагать полиуретан и другие виды пластика даже в анаэробных (бескислородных) условиях[3][4]. Помимо этого, гриб является источником разнообразных вторичных метаболитов с потенциальным применением в медицине[5] и выступает в роли эндофита и фитопатогена для широкого круга растений[2]. Впервые был описан в 1880 году в Аргентине микологом Карло Спегаццини[6].
Общие сведения
| Pestalotiopsis microspora | |
|---|---|
| Научная классификация | |
|
Домен: Царство: Подцарство: Отдел: Подотдел: Класс: Подкласс: Порядок: Семейство: Род: Вид: Pestalotiopsis microspora |
|
| Международное научное название | |
| Pestalotiopsis microspora (Speg.), 1880 | |
| Синонимы | |
|
Pestalotia microspora Speg. |
Таксономия и история изучения
Впервые вид был описан в 1880 году в Аргентине микологом Карло Спегаццини под названием Pestalotia microspora.
Согласно современным классификациям, P. microspora относится к царству грибов, отделу Ascomycota, классу Sordariomycetes и порядку Amphisphaeriales. Ключевые таксономические изменения коснулись семейства: в 2015 году для рода Pestalotiopsis было предложено новое семейство Pestalotiopsidaceae[7]. Эта классификация в настоящее время считается наиболее актуальной и принята ведущими микологическими базами данных (Index Fungorum, Species Fungorum), а также Европейским агентством по безопасности пищевых продуктов (EFSA). В некоторых источниках, например в базе данных NCBI, вид по-прежнему относят к семейству Sporocadaceae.
Биологические свойства и экологическая роль
Эндофит и патоген растений
Pestalotiopsis microspora играет двойственную роль в экосистемах, выступая как эндофит, бессимптомно обитающий в тканях растений, и как фитопатоген, вызывающий заболевания. Согласно оценке Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA), гриб поражает широкий спектр растений-хозяев, включая однодольные, двудольные и голосеменные[8]. Вызываемые им симптомы включают пятнистость листьев, фитофтороз, а также плодовую и корневую гниль[8].
В 2015 году гриб был впервые идентифицирован как возбудитель чёрной пятнистости на плодах пекана (Carya illinoinensis) в Китае[9]. Годом позже, в 2016-м, его определили как причину послеуборочной гнили плодов киви в китайской провинции Хубэй[10]. В 2017 году P. microspora был охарактеризован как возбудитель ожога листьев каучукового дерева (Hevea brasiliensis) в Камеруне[11] и ожога хвои китайского тиса (Taxus chinensis)[12]. Исследования 2018 года выявили его роль в возникновении гнили плодов китайской оливы[13] и пятнистости листьев у растения Ampelopsis grossedentata[14].
Источник биоактивных соединений
Pestalotiopsis microspora является продуцентом широкого спектра вторичных метаболитов, представляющих интерес для медицины и биотехнологий. Исследования выявили многочисленные соединения с цитотоксической активностью. Так, из штаммов гриба были выделены новые макролиды (песталотиопролиды C-H), показавшие активность против клеток лимфомы мышей и рака яичников человека[15], а также новые сесквитерпены, проявившие цитотоксичность в отношении клеток лейкемии мышей. В 2019 году из гриба впервые выделили лигнан (+)-пинорезинол, также обладающий противоопухолевыми свойствами[16].
Помимо прямого цитотоксического действия, метаболиты гриба могут повышать эффективность химиотерапии. В 2020 году были открыты соединения, ингибирующие Р-гликопротеин, который отвечает за развитие множественной лекарственной устойчивости раковых клеток[17]. Также гриб продуцирует вещества с антибактериальной активностью, в частности против Pseudomonas aeruginosa[18].
Гриб нашёл применение и в нанотехнологиях. В 2016 году его использовали для экологически чистого синтеза наночастиц серебра, которые продемонстрировали антиоксидантную и противораковую активность против нескольких линий раковых клеток[19]. Кроме того, в 2015 году было обнаружено соединение, проявляющее синергетическую активность с гиббереллинами (растительными гормонами), что указывает на потенциал для применения в сельском хозяйстве.
Способность к биоразложению пластиков
Pestalotiopsis microspora получил широкую известность благодаря уникальной способности разлагать полиуретан (PUR), используя его в качестве единственного источника углерода[20]. Эта способность была впервые задокументирована в 2011 году исследователями Йельского университета, обнаружившими гриб в тропических лесах Эквадора. Последующие исследования подтвердили, что гриб также способен расщеплять полиэтилентерефталат (ПЭТ)[21].
Ключевой особенностью P. microspora является его способность к биоразложению пластиков в анаэробных (бескислородных) условиях. Это свойство делает его перспективным агентом для биоремедиации свалок и других сред с низким содержанием кислорода, где разложение пластиковых отходов традиционными методами затруднено[21].
Механизм разложения основан на выработке грибом специфических ферментов. Для расщепления полиуретана используется фермент из класса сериновых гидролаз, который атакует и гидролизует сложноэфирные связи в полимере[22]. Для разложения ПЭТ гриб, предположительно, использует ПЭТазу[21]. Исследования 2019 года также продемонстрировали способность гриба разлагать микрочастицы полиуретана непосредственно в почве, что подтверждает его потенциал для очистки загрязнённых почв[23].