Оптимизация споруляции Trametes sanguinea ZHSJ и нетаргетный метаболомный анализ спор, мицелия и плодового тела

Почему лесной гриб важен для медицины

В глубине лесных поляны ярко‑оранжевые пластинки гриба Trametes sanguinea цепляются за поваленные бревна. Долгое время ценимый в восточноазиатской кухне и в традиционной медицине, этот гриб теперь привлекает научное внимание как потенциальный источник новых лекарств. В исследовании, кратко описанном здесь, поставлен простой, но важный вопрос: какая скрытая химия содержится в его крошечных спорах и чем она отличается от лучше изученных пушистых нитей мицелия и прочных плодовых тел, которые мы видим на древесине?

От диких пней к лабораторному штамму

Исследователи начали с коллекции диких экземпляров Trametes sanguinea в живописном районе провинции Шаньдун, Китай. В лаборатории они аккуратно очистили небольшие кусочки плодового тела и вырастили их на питательном агаре, чтобы получить чистый штамль, обозначенный как T. sanguinea ZHSJ. Они документировали внешний вид гриба на разных масштабах — от веерообразных шляпок в лесу до микроскопических изображений ветвящихся гиф и гладких белых спор. Секвенирование ДНК стандартного генетического региона подтвердило, что изолят действительно принадлежит к Trametes sanguinea, связывая работу как с видимыми признаками, так и с генетической идентичностью.

Настройка условий роста для производства спор

Чтобы изучать споры в больших количествах, команде сначала нужно было убедить гриб надежно их образовывать. Они испытали рост в разных условиях кислотности (рН 4–8), температур (15–37 °C) и источников питательных веществ. Гриб лучше всего развивался в слабокислой среде: рН 5 давал самые крупные колонии и наибольшую массу мицелия. Он также предпочитал тепло, оптимальным оказалась температура 30 °C, что согласуется с данными о многих древесноразрушающих грибах умеренного пояса. Среди сахаров наилучший рост обеспечивал мальтоз при 20 г/л, а среди источников азота идеальным оказался дрожжевой экстракт при 4 г/л. По этому рецепту плотный оранжевый мицелий быстро распространялся и затем, по мере исчерпания питательных веществ, переключался на образование спор.

Сбор и проверка жизнеспособности спор

Собрать споры, не повредив их, непросто. Вместо соскребания исследователи использовали мягкую силиконовую промывку, чтобы поэтапно сорвать споры с поверхности культуры, затем профильтровали и лиофилизировали их. Они проверили жизнеспособность спор, отслеживая, как мутнеет суспензия спор со временем, и наблюдая отдельные споры под электронным микроскопом. В течение нескольких часов появлялись и удлинялись небольшие проростковые трубки, а при посеве спор обратно на питательный агар они давали начало новым колониям. Это подтвердило, что метод сбора обеспечивал обильные, жизнеспособные споры, пригодные для химического анализа.

Заглядывая в химическую «сумку инструментов» гриба

Имея в распоряжении споры, мицелий и плодовые тела, команда применила мощный метод — нетаргетную метаболомику. Вместо поиска нескольких известных соединений они использовали жидкостную хроматографию в сочетании с масс‑спектрометрией, чтобы одновременно обнаружить тысячи малых молекул в положительном и отрицательном ионных режимах. В сумме было обнаружено 6 715 различных метаболических сигналов. Статистические методы затем показали, насколько стадии похожи или различаются друг от друга. Споры, мицелий и плодовые тела сформировали четко разделенные кластеры, демонстрируя, что каждая стадия имеет свой характерный химический отпечаток. Около 4 098 метаболитов были общими, но у спор оказалось 124 уникальных соединения, у мицелия — 154, а у плодовых тел — 252.

Отличительная химия на разных стадиях жизни

Чтобы понять эти различия, исследователи сгруппировали метаболиты по широким семействам, таким как липиды (жирообразные молекулы), органические кислоты, соединения, связанные с аминокислотами, и молекулы, связанные с нуклеиновыми кислотами. Все три стадии богаты этими категориями, но их детальные профили различаются. Дальнейший анализ выделил молекулы, которые значительно возрастали или снижались между стадиями. Многие ключевые различия касались путей синтеза коферментов — вспомогательных молекул, поддерживающих работу ферментов — и, в сравнениях, включающих мицелий и плодовое тело, путей, связанных со специализированными растоподобными веществами, называемыми diterpenoids (дитерпеноиды). Эти изменения указывают на то, что при переходе гриба от роста к размножению его химия перенастраивается для решения задач стресса, выживания и взаимодействия с окружающей средой.

Что это значит для будущих лекарств

Для неспециалистов главный вывод в том, что знакомый пластинчатый гриб скрывает сложную, зависящую от стадии жизнь химическую «фабрику». Тщательно оптимизировав условия выращивания Trametes sanguinea, исследователи смогли получить большое количество здоровых спор и показать, что эти крошечные частицы содержат десятки метаболитов, не встречающихся в других формах гриба. Многие из них относятся к семействам, уже связанным с антиопухолевой, антиоксидантной, антимикробной и иммуномодулирующей активностью в родственных грибах. Хотя это исследование не оценивало биологическую активность напрямую, оно закладывает основу: новооткрытые специфичные для спор химические соединения T. sanguinea представляют собой перспективные лиды в поиске будущих натуральных лекарств.

Цитирование: Li, Y., Su, Y., Yang, P. et al. Optimization of sporulation of Trametes sanguinea ZHSJ and untargeted metabolomics of spores, mycelium and fruiting body. Sci Rep 16, 11563 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41835-2

Ключевые слова: лечебные грибы, споры грибов, метаболомика, натуральные продукты, Trametes sanguinea