Гриб маскирует фрагменты собственной клеточной стенки, чтобы избежать защиты растений

Многие грибы могут становиться невидимыми для иммунной системы растений. Учёные из Вагенингенского университета обнаружили, что гриб Cladosporium, поражающий томаты, достигает этого, заключая фрагменты хитина из собственной клеточной стенки в специально производимый для этой цели белок. Это не позволяет растению-хозяину обнаружить атаку, и гриб получает возможность беспрепятственно его заражать.

Ещё в 2010 году учёные из Вагенингенского университета выяснили, что гриб Cladosporium производит белок Ecp6, который делает его невидимым для иммунитета растений. Иммунные системы растений и животных используют специальные соединения, например, хитиназы, для разрушения клеточных стенок грибов. Этот процесс высвобождает фрагменты хитина, которые служат для растения сигналом о присутствии патогена и запускают усиленный иммунный ответ. Белок гриба Ecp6 связывается с этими фрагментами хитина.

«Белок гриба находит эти фрагменты хитина и прикрепляется к ним, — объясняет профессор Барт Томма. — Это скрывает частицы хитина от томата так же, как стелс-самолёт невидим для радара. Иммунная система растения больше не получает сигнала активироваться, что позволяет грибу незаметно его заражать».

Исследователи из группы Барта Томмы совместно с кристаллографами из Университета Любека (Германия) выяснили механизм этого процесса. Известно, что растения обнаруживают патогены через иммунные рецепторы. Определённые домены в этих рецепторах, так называемые LysM-домены, способны связываться с фрагментами хитина, генерируя сигнал о вторжении.

Белок гриба Ecp6 также содержит такие LysM-домены. Более того, иммунные рецепторы растения и белок гриба имеют одинаковое количество этих доменов, что делает их конкурентами в «захвате» частиц хитина. При равном числе сайтов связывания маловероятно, что грибной белок всегда выигрывал бы эту гонку.

Ключевое открытие: трёхмерная структура белка Ecp6 позволяет двум его LysM-доменам работать вместе и связывать хитин с двух сторон.

«Грибной белок буквально зажимает фрагменты хитина в сэндвич-конструкции, — говорит Томма. — Так связь становится прочнее и образуется быстрее. Растение просто не может добраться до частиц хитина, поскольку они быстро оказываются глубоко внутри белка Ecp6. Более того, хитин связывается с Ecp6 настолько прочно, что у растения нет шансов его высвободить, что полностью блокирует его обнаружение».

Исследование будет опубликовано в научном журнале e-Life. Работа частично финансировалась стипендией Young Visiting Scientist Stipend от Нидерландской геномной инициативы (NGI).