Бактерии и растения борются с инфекциями одинаково
Новое исследование Института Вейцмана раскрывает эволюционное происхождение ключевого иммунного механизма растений. Когда растение заражается вирусом, грибком или бактерией, его иммунный ответ ограничивает распространение болезни, убивая заражённую клетку и несколько соседних. Этот процесс, как оказалось, имеет прямую связь с иммунитетом бактерий.
Около двух лет назад учёные обнаружили, что в этом процессе у растений участвует белок с доменом TIR, который производит определённую сигнальную молекулу. Теперь группа профессора Ротема Сорека и доктора Галя Офира показала, что бактерии также используют TIR в качестве иммунного механизма против вирусов-бактериофагов.
Как это работает у бактерий:
- При заражении бактериофагом белок, содержащий TIR, чувствует вторжение.
- TIR генерирует сигнал, который активирует второй белок.
- Этот белок разрушает молекулу, жизненно важную для метаболизма бактерии.
- Бактерия погибает до того, как фаг успевает размножиться, что подавляет инфекцию.
Исследователи установили, что сигнальные молекулы, генерируемые TIR у бактерий и растений, схожи. Более того, когда учёные перенесли эту молекулу из растения в бактерию, это вызвало гибель бактерии. Вероятно, в растениях механизм работает аналогично: белок с TIR чувствует заражение, производит сигнальную молекулу и вызывает гибель инфицированной клетки.
«Наши результаты установили прямую эволюционную связь между иммунитетом растений и бактерий», — говорит Сорек.
Это открытие может помочь в изучении работы основных защитных систем растений и в будущем привести к новым способам усиления их иммунитета. Это особенно актуально в свете огромных потерь урожая от болезней, таких как бактериальный ожог цитрусовых (citrus greening), который, например, вдвое сократил урожай апельсинов во Флориде и пока не поддаётся лечению.
Исследование опубликовано в журнале Nature.