Бактерия использует двойную защиту от защитных механизмов растений

Исследователи из Рурского университета в Бохуме и Исследовательского центра в Юлихе (Германия) изучили, как фитопатогенные бактерии защищаются от защитных механизмов растения-хозяина.

Объектом исследования стала Agrobacterium tumefaciens — распространённый фитопатоген, который использует два сенсора для обнаружения активных форм кислорода (АФК). Эти токсичные молекулы растение выделяет, чтобы повредить ДНК, липиды и белки вторгшихся микробов.

• Один сенсор, OxyR, был охарактеризован ранее.
• В данной работе команда определила структуру и функцию второго сенсора — LsrB.

«В долгосрочной перспективе понимание бактериальных стрессовых ответов может облегчить целенаправленное вмешательство в регуляторные сети — как для борьбы с инфекциями, так и для оптимизации полезных бактерий в биотехнологии», — говорит ведущий автор исследования доктор Янка Шмидт.

Как работают сенсоры

Оба идентифицированных сенсора — OxyR и LsrB — являются факторами транскрипции. Они регулируют экспрессию генов, участвующих в ответе на окислительный стресс.

Эти редокс-сенсоры полагаются на специфические цистеиновые боковые цепи, которые могут обратимо окисляться (отдавать электроны) или восстанавливаться (принимать электроны), не повреждаясь.

Экспериментальные доказательства

Исследователи создали штаммы Agrobacterium tumefaciens без сенсоров OxyR и/или LsrB. Эти модифицированные бактерии:

• Стали восприимчивы к активным формам кислорода.
• Утратили способность эффективно заражать растения.

Это подчеркивает важность обоих сенсоров для защиты бактерий.

Структура и функция LsrB

С помощью высокоразрешающей крио-электронной микроскопии было показано, что LsrB содержит четыре остатка цистеина, идеально расположенных для образования двух редокс-активных пар. Биохимические анализы подтвердили, что LsrB функционирует как редокс-сенсор.

Ключевое отличие: в то время как OxyR реагирует специфически на АФК, LsrB, по-видимому, играет более широкую регуляторную роль, координируя как ответ на окислительный стресс, так и вирулентность.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nucleic Acids Research. Междисциплинарная команда планирует в будущем более детально расшифровать роль LsrB.