Как бактерии манипулируют растениями

Атака на белковом фронте: бактерии Xanthomonas вызывают болезни у томатов и перцев, впрыскивая в клетки растений вредные белки. Исследователи из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU), Боннского университета, Фрайбургского университета и Института биохимии растений им. Лейбница (IPB) в Галле обнаружили, как один из этих белков манипулирует снабжением питательными веществами и гормональным балансом растений. Их исследование недавно опубликовано в журнале Nature Communications.

Группа под руководством профессора Уллы Бонас давно изучает взаимодействие патогенных бактерий и растений, в частности бактерий Xanthomonas, атакующих томаты и перцы. Ранее лаборатория в Галле доказала, что бактерии вводят в клетки растений ряд вредных белков — эффекторов — через специализированную секреторную систему, работающую как молекулярный шприц. «Этот белковый коктейль ослабляет защиту растения и позволяет бактериям размножаться внутри. Растения быстрее стареют, теряют листья и дают меньше плодов», — говорит Улла Бонас.

Один из таких вредных белков — XopH. Исследовательские группы из Галле, Бонна и Фрайбурга детально изучили механизм его действия. Используя новые аналитические методы, разработанные во Фрайбурге, они показали, что белок XopH нацеливается на один из основных запасов фосфора внутри растительных клеток. «Когда XopH истощает этот запас, он, вероятно, не только лишает растение питательных веществ, но и подготавливает его к приёму вредоносных бактерий», — объясняет Бонас. Вероятно, белок XopH также ослабляет защиту растения и меняет его гормональный баланс, о чём свидетельствуют проблемы с ростом у поражённых растений.

Некоторые растения-хозяева адаптировались к атакам бактерий Xanthomonas и могут распознавать манипуляцию через XopH. «Мы пока не знаем, как именно они это делают. Однако результат всегда один: поражённая ткань отмирает, чтобы изолировать заражённую область и предотвратить дальнейшее распространение патогенных бактерий по тканям растения», — заключает Бонас.

Исследование в Nature Communications даёт ещё один ответ на вопрос, как бактерии вредят растениям и как растения реагируют на эту угрозу. Однако для полного понимания процесса заболевания требуется ещё много фундаментальных исследований: XopH — лишь один из более чем 35 эффекторных белков, которые бактерии вводят в растения для их колонизации.