ЭНДОЦИТОЗ И ЕГО ИНГИБИТОРЫ У БАЗИДИАЛЬНОГО ГРИБА RHIZOCTONIA SOLANI

Эндоцитоз – сложный процесс поглощения из внешней среды и дальнейшего распределения внутри клетки растворимых веществ, макромолекул, микрочастиц и т.п. с помощью везикул, формируемых цитоплазматической мембраной. Эндоцитоз в клетках животных и человека активно и успешно исследуют. Так, классификация данного процесса у животных, основанная только на особенностях образования первичных везикул, включает в себя до десяти различных путей эндоцитоза. Современные знания об эндоцитозе у мицелиальных грибов не столь обширны, поэтому его изучение в данной группе организмов – актуальное и перспективное направление в фундаментальной и прикладной микологии. В настоящей работе мы исследовали воздействие на динамику эндоцитоза у фитопатогенного гетеробазидиального гриба Rhizoctonia solani шести различных ингибиторов, действующих как на сборку актинового/тубулинового цитоскелетов, так и на становление разных типов эндоцитоза. Оценку влияния ингибиторов проводили с помощью микроскопического анализа поглощения клетками мицелия флуоресцентного маркера эндоцитоза АМ4-64. В результате проведенного исследования выявлено четыре типа воздействия ингибиторов на эндоцитоз R. solani: от полного отсутствия воздействия до сильной супрессии разных стадий грибного эндоцитоза. Оказалось, что четыре из шести ингибиторов, используемых для подавления эндоцитоза у животных и человека, оказывают супрессирующее действие на эндоцитоз гетеробазидиального гриба R. solani. Это указывает на консервативную природу отдельных механизмов эндоцитоза у исследованного гриба и, возможно, у мицелиальных грибов в целом. Предложены различные гипотезы, касающиеся принципов действия изучаемых ингибиторов на эндоцитозную активность грибов.

1. Goode B.L., Eskin J.A., Wendland B. Actin and endocytosis in budding yeast // Genetics. 2015. Vol. 199. N 2. P. 315–358.

2. Tokarev A.A., Alfonso A., Segev N. Overview of intracellular compartments and trafficking pathways // Trafficking inside cells: Pathways, mechanisms and regulation / Ed. N. Segev. N.Y.: Springer, 2009. P. 3–14.

3. Penalva M.A. Endocytosis in filamentous fungi: Cinderella gets her reward // Curr. Opin. Microbiol. 2010. Vol. 13. N 6. P. 684–692.

4. Dutta D., Donaldson J.G. Search for inhibitors of endocytosis // Cell Logist. 2012. Vol. 2. N 4. P. 203–208.

5. Fuchs U., Steinberg G. Endocytosis in the plant-pathogenic fungus Ustilago maydis // Protoplasma. 2005. Vol. 226. N 1–2. P. 75–80.

6. Toshima J.Y., Toshima J., Kaksonen M., Martin A.C., King D.S., Drubin D.G. Spatial dynamics of receptor-mediated endocytic trafficking in budding yeast revealed by using fluorescent alpha-factor derivatives // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006. Vol. 103. N 15. P. 5793–5798.

7. Weinberg J., Drubin D.G. Clathrin-mediated endocytosis in budding yeast // Trends Cell. Biol. 2012. Vol. 22. N 1. P. 1–13.

8. Epp E., Nazarova E., Regan H., Douglas L.M., Konopka J.B., Vogel J., Whiteway M. Clathrin- and Arp2/3-independent endocytosis in the fungal pathogen Candida albicans // MBio. 2013. Vol. 4. N 5. e00476-13.

9. Wang D., Sletto J., Tenay B., Kim K. Yeast dynamin implicated in endocytic scission and the disassembly of endocytic components // Commun. Integr. Biol. 2011. Vol. 4. N 2. P. 178–181.

10. Prosser D.C., Drivas T.G., Maldonado-Baez L., Wendland B. Existence of a novel clathrin- independent endocytic pathway in yeast that depends on Rho1 and formin // J. Cell Biol. 2011. Vol. 195. N 4. P. 657–671.

11. Fischer-Parton S., Parton R.M., Hickey P.C., Dijksterhuis J., Atkinson H.A., Read N.D. Confocal microscopy of FM4-64 as a tool for analysing endocytosis and vesicle trafficking in living fungal hyphae // J. Microsc. 2000. Vol. 198. N 3. P. 246–259.

12. Lee M.T., Szeto C.Y., Ng T.P., Kwan H.S. Endocytosis in the shiitake mushroom Lentinula edodes and involvement of GTPase LeRAB7 // Eukaryot. Cell. 2007. Vol. 6. N 12. P. 2406–2418.

13. Takeshita N., Diallinas G., Fischer R. The role of flotillin FloA and stomatin StoA in the maintenance of apical sterolrich membrane domains and polarity in the filamentous fungus Aspergillus nidulans // Mol. Microbiol. 2012. Vol. 83. N 6. P. 1136–1152.

14. Masuo K., Higuchi Y., Kikuma T., Arioka M., Kitamoto K. Functional analysis of Abp1p- interacting proteins involved in endocytosis of the MCC component in Aspergillus oryzae // Fungal Genet. Biol. 2013. Vol. 56. P. 125–134.

15. Straube A., Brill M., Oakey B.R., Horio T., Steinberg G. Microtubule organization requires cell cycle-dependent nucleation at dispersed cytoplasmic sites: polar and perinuclear microtubule organizing centers in the plant pathogen Ustilago maydis // Mol. Biol. Cell. 2003. Vol. 14. N 2. P. 642–657.

16. Walther A., Wendland J. Apical localization of actin patches and vacuolar dynamics in Ashbya gossypii depend on the WASP homolog Wal1p // J. Cell Sci. 2004. Vol. 117. N 21. P. 4947–4958.

17. Aghamohammadzadeh S., Ayscough K.R. Differential requirements for actin during yeast and mammalian endocytosis // Nat. Cell Biol. 2009. Vol. 11. N 8. P. 1039–1042.

18. Schuster M., Lipowsky R., Assmann M.-A., Lenz P., Steinberg G. Transient binding of dynein controls bidirectional long-range motility of early endosomes // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011. Vol. 108. N 9. P. 3618–3623.

19. Ivanov A.I. Pharmacological inhibition of endocytic pathways: is it specific enough to be useful? // Exocytosis and endocytosis. Methods Mol. Biol. Vol. 440. / Ed. A.I. Ivanov. N.Y.: Humana press, 2008. P. 15–33.

20. Doherty G.J., McMahon H.T. Mechanisms of endocytosis // Annu. Rev. Biochem. 2009. Vol. 78. P. 857–902.

21. Willox A.K., Sahraoui Y.M., Royle S.J. Non-specificity of Pitstop 2 in clathrin-mediated endocytosis // Biol. Open. 2014. Vol. 3. N 5. P. 326–331.

22. Girao H., Geli M.I., Idrissi F.Z. Actin in the endocytic pathway: from yeast to mammals // FEBS Lett. 2008. Vol. 582. N 14. P. 2112–2119.

23. von Kleist L., Stahlschmidt W., Bulut H. et al. Role of the clathrin terminal domain in regulating coated pit dynamics revealed by small molecule inhibition // Cell. 2011. Vol. 146. N 3. P. 471–484.

24. Steinberg G. Endocytosis and early endosome motility in filamentous fungi // Curr. Opin. Microbiol. 2014. Vol. 20. N 100. P. 10–18.

25. Niemann A., Baltes J., Els sser H.P. Fluorescence properties and staining behavior of monodansylpentane, a structural homologue of the lysosomotropic agent monodansylcadaverine // J. Histochem. Cytochem. 2001. Vol. 49. N 2. P. 177–185.