有性生殖是地球上生物進化的重要推動力，其方式多種多樣，并普遍存在于真核生物中。人體病原真菌白色念珠菌有性生殖方式的獨特之處在于：一種叫white-opaque的形態(tài)轉換過程參與對該菌交配的調控。White和opaque是白色念珠菌中兩種重要的細胞形態(tài)，在耐藥、共生及感染宿主中起不同作用。但只有opaque細胞具有交配能力，white細胞必須先轉換成opaque細胞后才能交配。然而，自然條件下白色念珠菌主要以white細胞形式存在。在群體中占少數(shù)的opaque細胞如何進行高效率交配及有性生殖，從而使白色念珠菌在進化和自然選擇中處于優(yōu)勢？這是長期以來困擾該領域的一個問題。
最近，中國科學院微生物研究所黃廣華課題組研究發(fā)現(xiàn)，在opaque細胞信息素的刺激下，占多數(shù)的white細胞能分泌更多的信息素，從而提高菌落群體中整體信息素的水平，促進opaque細胞進行交配。換句話說，盡管white細胞不能進行交配，但能幫助opaque細胞交配，并提高其交配效率。他們通過一種“neighbor communication”的方式進行溝通，體現(xiàn)了微生物在完成一項生物學過程時，不同形態(tài)細胞間的協(xié)同作用及社會性調控。該研究還發(fā)現(xiàn)，white細胞能促進opaque細胞進行“同性交配（same-sex mating）”。進一步研究發(fā)現(xiàn)Ste2/3-MAPK-Cph1信號途徑在該過程中起重要的調控作用。White和opaque細胞通過旁分泌及正反饋途徑調控細胞間的交流及白色念珠菌的交配過程。該研究揭示白色念珠菌作為一種病原真菌如何通過對細胞形態(tài)分化和有性生殖的調控，平衡保持長期進化中的競爭優(yōu)勢與短期宿主微環(huán)境快速適應之間的矛盾。
該課題在中科院“百人計劃”和國家自然科學基金委相關項目資助下完成，相關成果已發(fā)表在國際雜志PLoS Genetics 上，助理研究員陶麗和博士生曹承俊為文章共同第一作者。
圖：白色念珠菌white細胞促進opaque細胞交配。A. White細胞促進opaque細胞形成類似”shmoo”結構；B. White細胞促進opaque細胞進行“同性”交配；C. White和opaque細胞通過信息素和MAPK途徑進行細胞間交流。
