Informazioni genetiche approfondite svelano il mondo dei funghi
I funghi sono i corpi fruttiferi degli Agaricomycetes. Un organismo appartenente a questa classe è composto in larga misura dal micelio, ossia una vasta rete di fili che colonizzano gli alberi morti o il suolo. «A un certo punto, il micelio decide di formare un fungo al fine di diffondere le proprie spore», spiega Robin Ohm, coordinatore del progetto Mushroomics, dell’Università di Utrecht, nei Paesi Bassi. «Perciò, quando vediamo un fungo nella foresta, quello che stiamo realmente guardando è solo la punta dell’iceberg. La maggior parte dell’organismo vive in realtà nel sottosuolo.» Le conoscenze sul modo in cui gli Agraricomycetes formino questi bellissimi funghi sono molto scarse. In che modo decidono il luogo in cui dovrebbe avvenire il processo? E quali geni sono coinvolti nello sviluppo di queste strutture complicate?
L’elaborazione di nuove tecniche di ricerca sui funghi
Fornire una risposta a questi interrogativi è stato un obiettivo centrale del progetto Mushroomics, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca. «In particolare, eravamo interessati a una classe di geni noti come fattori di trascrizione», osserva Ohm. «Tali geni possono fungere da interruttori genetici e, pertanto, sono in grado di regolare importanti processi di sviluppo.» Molti di questi fattori di trascrizione erano noti all’inizio del progetto, ma non si sapeva nulla sul modo in cui influenzavano davvero lo sviluppo. Uno dei motivi è riconducibile al fatto che, storicamente, lo studio genetico degli Agraricomycetes è stato molto difficoltoso. Il team del progetto ha quindi iniziato sviluppando nuove tecniche genetiche per i funghi, tra le quali figurava un protocollo CRISPR/Cas9, che consentiva l’eliminazione di geni dal genoma dei funghi. Il team ha inoltre sequenziato il genoma di diversi ceppi del fungo Schizophyllum commune e sviluppato tecniche per determinare in che modo i fattori di trascrizione attivano altri geni.
L’identificazione dei fattori chiave nello sviluppo dei funghi
In seguito all’elaborazione di queste tecniche, Ohm e i suoi colleghi hanno proceduto allo studio di vari aspetti dello sviluppo micotico. «Abbiamo studiato decine di fattori di trascrizione, molti dei quali hanno dimostrato di svolgere un ruolo nello sviluppo del fungo», afferma. «Ad esempio, se eliminavamo determinati fattori di trascrizione dal genoma, allora non si formava alcun fungo, oppure lo sviluppo si bloccava a una fase precoce.» Una scoperta cruciale compiuta dal progetto è stato un fattore di trascrizione con un importante ruolo nella regolazione della decomposizione del legno. Quando tale fattore veniva eliminato dal genoma, il fungo non si decomponeva o non mangiava più la cellulosa (una componente principale del legno). «È emerso che questo fattore di trascrizione attiva numerosi geni durante la crescita sul legno», spiega Ohm. «Molti di questi sono noti con il nome di enzimi che degradano la cellulosa, ma vengono inoltre attivati numerosi geni sconosciuti che stiamo attualmente studiando in modo più approfondito.»
Una coltivazione più efficiente e sostenibile
Una delle ragioni che fa sì che questa sia un’importante scoperta è che la decomposizione del legno morto consente il riciclaggio dei nutrienti. Un altro motivo consiste nel fatto che molte specie di funghi vengono coltivate a livello commerciale per il consumo. Nutrendosi di flussi di rifiuti agricoli di bassa qualità quali il legno, la paglia e il letame, sono in grado di trasformare la biomassa in alimenti di qualità elevata. «Nonostante la loro importanza, sappiamo molto poco sul modo in cui i funghi crescono davvero», aggiunge Ohm. «In questo caso, i nostri risultati sono stati in grado di fornire alcune informazioni fondamentali.» Avvalendosi delle tecniche sviluppate nel corso del suo progetto, Ohm e il suo team stanno continuando a studiare la rete di regolazione di ulteriori fattori di trascrizione. «Il nostro auspicio è che le nuove informazioni approfondite sullo sviluppo dei funghi conducano in definitiva a una coltivazione più efficiente», afferma. «Questo potrebbe consentirci di ridurre il consumo di carne della società, sostituendolo con un’alternativa più sostenibile: i funghi.»
Parole chiave
Mushroomics, genetica, funghi, micelio, spore, CRISPR, genoma
