การค้นพบแบสิดิโอมัยสีทยีสต์ในไลเคน

เป็นเวลามากกว่า 150 ปีแล้ว ที่เราทราบกันมาว่า ไลเคน (Lichen) นั้นเกิดจากการอยู่ร่วมกันระหว่างสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด คือ รา (Fungus) และจุลินทรีย์สังเคราะห์แสง (Photosynthesizing microbes) เช่น สาหร่าย (Algae) หรือไซยาโนแบคทีเรีย (Cyanobacteria) อยู่อาศัยตามเปลือกนอกของต้นไม้ หรือพบได้ตามผนังของตึกอาคารเก่าๆ

มีนักวิจัยเป็นจำนวนมากที่พยายามที่จะจำลองสภาวะเพื่อเพาะเลี้ยงไลเคนในห้องปฏิบัติการ แต่ก็ทำได้เพียงไลเคนที่มีโครงสร้างค่อนข้างพื้นฐาน ไม่เหมือนกับที่พบในธรรมชาติ และมีการตรวจสอบดีเอ็นเอของไลเคน ซึ่งโดยปกติไลเคนประกอบด้วย รากลุ่ม Ascomycete และ สาหร่ายสีเขียวหรือไซยาโนแบคทีเรีย ทว่าเมื่อเร็วๆ นี้พึ่งมีการค้นพบว่ามีจุลินทรีย์ชนิดที่ 3 ประกอบอยู่ในไลเคนด้วย ซึ่งก็คือ ยีสต์ในกลุ่ม Basidiomycete ซึ่งอาจมีหน้าที่ที่เกี่ยวข้องกับรูปลักษณ์ทางกายภาพของไลเคนด้วย

ทีมนักวิจัยพึ่งค้นพบว่าไลเคนนั้นประกอบด้วยสิ่งมีชีวิต 3 ชนิดอยู่ร่วมกัน เมื่อมีการทดสอบพันธุกรรมของไลเคน 2 ชนิดเปรียบเทียบกัน คือ ไลเคน Bryoria fremontii ซึ่งมีสีน้ำตาลเข้ม และไลเคน Bryoria tortuosa ซึ่งมีสีเหลือง และสร้างกรดวุลพินิก (vulpinic acid) ซึ่งเป็นสารพิษ ผลการทำ genome sequencing ปรากฏว่าไลเคนทั้งสองชนิดนี้มีรหัสพันธุกรรมเหมือนกัน คือประกอบด้วย รา Ascomycete และสาหร่ายชนิดเดียวกัน ทว่าไลเคนนั้นมีลักษณะทางกายภาพแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด (ดูรูปด้าล่าง, A และ C) นักวิจัยจึงได้ทำการตรวจสอบรากลุ่ม basidiomycete เพิ่มเติม แล้วก็พบว่ามียีสต์กลุ่ม Basidiomycete อยู่ร่วมด้วย โดยยีสต์ที่พบในไลเคนหลายตัวอย่างๆ พบว่าอยู่ในเคลดเดียวกันคือ Cyphobasidium ซึ่งจัดเป็น sister ของ Cystobasidium minutum ซึ่งจัดอยู่ในคลาส Cystobasidiomycetes  ซับไฟลัม Pucciniomycotina

รูปแสดงจำนวนของยีสต์ในไลเคน Bryoria fremontii เทียบกับ Bryoria tortuosa โดยใช้เทคนิค FISH ที่มี DNA probe จำเพาะต่อ Cystobasidiomycete rRNA sequence
(http://science.sciencemag.org/content/early/2016/07/20/science.aaf8287)

เป็นที่ทราบกันมานานหลายปีแล้วว่าในการอยู่ร่วมกันนั้น รา Ascomycete ให้ที่อาศัยและกำบัง ขณะที่สาหร่ายหรือไซยาโนแบคทีเรียนั้น ทำหน้าที่สร้างอาหารโดยการสังเคราะห์แสง ปัจจุบันนี้มีการตั้งข้อสันนิษฐานว่ายีสต์ทำหน้าที่ป้องกันให้กับรา Ascomycete และสาหร่าย โดยการสร้างกรดวุลพินิกซึ่งเป็นสารพิษ

เมื่อนักวิจัยพบยีสต์ในไลเคน จึงได้ทำการศึกษาเพิ่มเติมในตัวอย่างไลเคนชนิดอื่นๆ จากในบริเวณเดียวกันและจากทั่วทั้ง 6 ทวีปของโลก และก็พบว่าทุกตัวอย่างไลเคนนั้นมียีสต์อยู่ร่วมด้วยทั้งหมด ยีสต์ฝังตัวเองอยู่ในชั้นคอร์เท็กซ์ของไลเคน และจำนวนหรือปริมาณการมีอยู่ของมัน มีส่วนเกี่ยวข้องกับความหลากหลายทางฟีโนไทพ์ของไลเคน 

ที่มา:

http://www.popsci.com/new-research-finds-lichens-are-not-just-two-organism-marriage
http://science.sciencemag.org/content/early/2016/07/20/science.aaf8287