Rozmowa z dr hab. Anną Muszewską z Zakładu Biochemii Drobnoustrojów Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN w Warszawie, stypendystką programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki.

Margit Kossobudzka: Zwykłym ludziom grzyby kojarzą się z tym, co zbierają w lesie lub z chorobami. A naukowcowi?

Dr hab. Anna Muszewska: Zaskakuje mnie, jak dużo mitów jest wokół tego, czym są grzyby. One przecież nie zawsze są nieruchome, nie zawsze są też mikroskopijne i nie zawsze są kapeluszowe. Najczęściej są pleśniami.

Przede wszystkim są niezwykłe. Współuczestniczyły w tworzeniu Ziemi taką, jaką jest dzisiaj. Były na pewno jedną z pierwszych grup kolonizujących lądy! Są bardzo stare. Ich różnicowanie, czyli podział na różne gatunki, nastąpiło na pewno jeszcze w morskiej wodzie.

Dr hab. Anna Muszewska z Zakładu Biochemii Drobnoustrojów Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN w Warszawie, stypendystka programu L'Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki.Dr hab. Anna Muszewska z Zakładu Biochemii Drobnoustrojów Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN w Warszawie, stypendystka programu L'Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki. Kamil Steczkiewicz

Grzyby w wodzie?

- To bardzo małe organizmy, nie myślmy o nich jak o pływających borowikach. Co ciekawe, dzisiejsze grzyby morskie są wtórnie morskie tak jak wieloryby czy delfiny, których przodkowie byli ssakami lądowymi.

Najstarsze grzyby prawdopodobnie żyły jako pasożyty glonów i ameb. I zapewne też w tej formie wyszły na ląd.

Grzyby są we wszystkich środowiskach naszej planety! Żyją na pustyni i w wielkich lodach arktycznych. Te w glebie stanowią olbrzymią część jej biomasy. Dopiero uczymy się odkrywania tej bioróżnorodności.

Czym grzyb różni się od bakterii?

- Organizmy jądrowe, do których zaliczamy się my, inne zwierzęta, grzyby, rośliny i wiele przeróżnych jednokomórkowych stworzeń, mają wydzielone jądro komórkowe. To jest osobny sektor, w którym przechowujemy informację na temat budowy organizmu. Bakterie mają to wszystko w jednym worku.

Nasze komórki mają też wyspecjalizowane podsektory do różnych zadań. Na przykład mitochondria (centra energetyczne komórki) czy chloroplasty u roślin.

Mówi się, że gdy nasz gatunek zniknie z Ziemi, pozostaną bakterie. A grzyby?

- Moim zdaniem przeżyje nas także sporo owadów. I wiele różnych organizmów odpornych na warunki zbyt ekstremalne dla nas. Takich organizmów jest wbrew pozorom sporo. Oczywiście to także grzyby.

Małe i proste organizmy, które postrzegamy jako podrzędne wobec życia wyższego jak my sami. W prostocie siła?

- Po pierwsze, absolutnie nie zgadzam się z podziałem na organizmy niższe i wyższe! W przyrodzie wszyscy, którzy dzisiaj żyją, są potomkami osobników wystarczająco dobrych, żeby przetrwać. Nieważne, czy to jednokomórkowa bakteria, waleń lub ogórek. Dali radę, wydali płodne potomstwo, są świetni.

Po drugie, grzyby nie zawsze są małe. Największym organizmem żyjącym na Ziemi jest opieńka miodowa z USA. Jej grzybnia ma wiele kilometrów i szacowana jest na wiele ton. Waleń przy niej może poczuć się zawstydzony. Prawdopodobnie jest też ona najstarszym żywym organizmem.

Potęgą mikroorganizmów różnej maści - tych jądrowych i bezjądrowych - jest natomiast ich zróżnicowany metabolizm, a więc to, co umieją zarówno rozkładać, jak i produkować.

Da się to wykorzystać?

- W tej chwili w biotechnologii próbujemy tworzyć społeczności bakterii i grzybów, które będą dla nas np. rozkładały różne tworzywa sztuczne, którymi beztrosko zaśmiecamy Ziemię, przywracały hałdy poprodukcyjne do użyteczności, wyłapywały metale ciężkie, tworzyły nowe materiały. Jest cała dziedzina nauki tworzenia nowych biopolimerów z wykorzystaniem zarówno samych bakterii, grzybów, jak i mieszanki tych dwojga. Są nawet ubrania z grzybów! Można się ubrać od stóp do głów w rzeczy z nich zrobione.

Grzyby są też używane w sztuce i we wzornictwie, np. abażury czy żywe krzesła, z których wyrastają owocniki.

Śledzę także rozwój badań nad grzybami, które mogą stanowić źródło jedzenia. To nieprawda, że są one bezwartościowe! Są projekty tworzenia sztucznego mięsa z grzybów, bo podobnie jak mięso - one też mają włókna. Quorn, mieszankę pleśni Fusarium i jajek, wprowadzono do sklepów już w latach 80. jako zastępnik mięsa.

Grzyby są nam bliższe ewolucyjnie, możemy je tanio hodować, szybko rosną, mogą być smaczne i wzbogacone o różnego rodzaju witaminy, makro- i mikroelementy. Już dziś produkuje się z nich odżywki dla kobiet w ciąży.

PRZECZYTAJ TEŻ: Dlaczego warto jeść grzyby

A w medycynie?

- Trwają dość prężne badania na temat wykorzystania ściany grzybowej jako stymulatora odporności. W ramach równoległej linii do terapii przeciwnowotworowej. To jednak będzie raczej suplement diety lub produkt medyczny, a nie lek. Ale część toksyn grzybiczych jest już lekiem i służy jako cytostatyki (w chemioterapii)

Grzyby używają tych toksyn do walki z konkurencją?

- Oczywiście! Pomyślmy przez chwilę o tym, jak grzyb żyje. On sobie siedzi na jakimś substracie, czyli na swoim jedzeniu. Chce to jedzenie całe dla siebie, ale nie ma paszczy, więc musi wypluć z siebie enzymy, którymi je rozłoży, a potem wciągnie pokarm do środka.

Ale jeśli w środowisku znajduje się coś smacznego, a zwłaszcza wstępnie strawione przez grzyba, inne organizmy chętnie przyłączają się do uczty.

Na drewnie, kupie czy mięsie żyje mnóstwo różnych mikroorganizmów, które konkurują między sobą, ale walczą chemicznie, nie fizycznie. Bakterie i grzyby wysyłają do podłoża, poza swoimi cennymi enzymami trawiennymi, różne antybiotyki. Działają one m.in. przez hamowanie wzrostu konkurencji.

PRZECZYTAJ TEŻ: Grzyby to kosmici. Zabijają po cichu i powoli

I my chcemy to wykorzystać w walce z infekcjami, żeby hamować podziały komórkowe i ograniczać rozwój nowotworów.

Źródłem substancji o potencjalnym działaniu przeciwnowotworowym są grzyby znane z medycyny ludowej. Wyciągi z tych grzybów są dzielone na frakcje, zaś oczyszczone związki chemiczne są poddawane badaniom klinicznym.

Choć najczęściej w kontekście medycyny myślimy o grzybach, gdy powodują choroby takie jak grzybice stóp i paznokci oraz łupież.

Ja szukam np. różnic w grzybach możliwe blisko spokrewnionych - tych, które powodują choroby, i tych, które są dla nas niegroźne. Może taki inwazyjny grzyb lepiej radzi sobie ze stresem komórkowym? A może ma lepszą ochronę ściany komórkowej przed naszym układem odpornościowym? Znalezienie kilku potencjalnie ciekawych białek jest później podstawą do planowania eksperymentów.

Ciekawi mnie też poszukiwanie białek wyróżniających grzyby patogenne na potrzeby diagnostyki. Istnieją groźne dla życia grzybice układowe, które umiemy leczyć jedynie z "precyzją" kowala, i niewydajnie diagnozujemy. W tym wypadku celem jest znalezienie związku chemicznego, białka lub sekwencji DNA, które pozwolą nam jednoznacznie oddzielić ten organizm od wszystkich innych i staną się podstawą do zbudowania prostego testu diagnostycznego.

Na czym jeszcze polegają pani badania?

- Dotyczą one porównywania różnych grzybów na podstawie genów, a nie tego, co widać gołym okiem.

W 1996 roku został zsekwencjonowany i odczytany genom pierwszego organizmu jądrowego. Były nim drożdże piekarnicze. Od tego czasu mocno przyspieszył nowy sposób patrzenia na organizmy żywe. Patrzymy na nie teraz od strony ich informacji genetycznej zapisanej w DNA.

Dzięki wielkim projektom sekwencjonowania całych próbek wody, gleby, powierzchni i wnętrza ciała okazało się, że bioróżnorodność grzybów przerasta nasze wszelkie wyobrażenia. Dziś wiemy już sporo o tych organizmach od strony ich genomu, ale wciąż stosunkowo mało o tym, jak one żyją. Próbujemy to sobie wyobrazić na podstawie zapisu genetycznego.

I co pani odkryła?

- Że podobnie wyglądające grzyby potrafią robić bardzo różne rzeczy.

Na przykład pewne pleśnie, których nie odróżnimy od siebie gołym okiem, umieją rosnąć na substracie zwierzęcym, a inne tylko na roślinnym. Część pleśni umie rozkładać drewno, a to już jest supertrudne, bo wymaga niezwykle wyrafinowanego zespołu enzymów. Za zmianami w tym, co umieją robić grzyby, muszą iść jakieś zmiany w ich genomach. Ja badam, jaka jest na poziomie genowym adaptacja grzybów do środowiska zimnego, suchego, zasolonego. Każde z nich to nowe wyzwania. Co ciekawe, wygląda na to, że część grzybów ma w sobie utajony potencjał. Poza gatunkami, które są przystosowane do jednego ekstremalnego środowiska, część pleśni zachowała w sobie wszechstronność.

Co to znaczy?

- To znaczy, że jakby je wystarczająco długo hodować w innym środowisku niż to, z którego je wyizolowaliśmy, też by sobie poradziły. One mają bardzo szeroki wachlarz możliwości!

Np. grzyby z rodziny Clavicipitaceae, krewniacy znanej nam ze szkoły buławinki, umieją być "przyjacielem rośliny” i „wrogiem owadów”. Dokładniej, mogą żyć między komórkami rośliny i produkować dla niej toksyny odstraszające roślinożerców, ale też potrafią porażać owady – powodować śmiertelne infekcje larw chrząszczy. To są zupełnie różne stany jednego grzyba!

Grzyb jest mistrzem dyplomacji. Musi umieć „dogadać się” z owadem, by go oszukać i zjeść, a z rośliną porozmawiać tak, by go nie strawiła. To są skomplikowane dialogi molekularne.

W sprzyjających warunkach grzyb rozłoży zarówno roślinę, jak i owada. Po naszym ludzkim życiu zostaną tylko grzyby i bakterie. I z tej perspektywy myślę o grzybach jako o grabarzach świata.

Dość ponura wizja...

- Mnie ona nie przeraża. Grzyby są też pośrednikami np. między drzewami. Z badań wiemy, że mikoryza, czyli współżycie korzeni roślin z grzybami, może służyć drzewom jako... telefon. To droga do chemicznych rozmów!

PRZECZYTAJ TEŻ: Pierwsza mapa podziemnej sieci, jaką tworzą korzenie i grzyby w lasach. Gigantyczna Wood Wide Web

Czy to nie jest niezwykłe? Myśmy się w szkole uczyli o każdym organizmie osobno, w oderwaniu od pozostałych. Ale to się zmieniło i teraz wiemy, że nikt nie jest sam - ani rośliny, ani zwierzęta, ani grzyby. Także człowiek, który również jest w części skupiskiem bakterii i bez nich nie bylibyśmy już tacy sami.

Trzeba patrzeć na świat jako na całość. Tymczasem w naszych badaniach nadal często modelujemy czyste układy i siłą rzeczy nie przedstawiamy prawdziwego świata, tylko nadmiernie uproszczony.

Gorąco wierzę w to, że grzyby razem z bakteriami pomogą nam opanować kłopoty, które człowiek sam sobie ściągnął na głowę, biorąc w posiadanie Ziemię.