Учёные обнаружили, как смертоносные грибковые микробы проникают в клетки хозяина

Исследовательская группа из Института биоинформатики Вирджинии (VBI) открыла фундаментальный механизм проникновения, который позволяет опасным грибковым микробам заражать растения и вызывать болезни. Это открывает путь для разработки новых стратегий защиты клеток растений и даже некоторых животных от смертельных грибковых инфекций. Результаты опубликованы 23 июля в журнале Cell.

Учёные выяснили, как специальные патогенные белки, известные как эффекторы, прокладывают путь в клетки. Грибы и грибоподобные микробы (оомицеты) производят эффекторные молекулы, которые проникают в клетки и отключают систему защиты хозяина. После деактивации иммунитета гриб или оомицет быстро проникает в клетку и вызывает болезнь.

Эти патогены, включая микроб, вызвавший картофельный голод в Ирландии в XIX веке, наносят коммерческим фермерам по всему миру ущерб в миллиарды долларов на таких культурах, как соя. Они также ответственны за потенциально смертельные инфекционные заболевания у людей.

Профессор VBI и руководитель проекта Бретт Тайлер заявил: «Наше ключевое открытие заключается в том, что эти опасные патогенные белки должны связаться со специфической липидной молекулой на поверхности клетки, прежде чем смогут в неё проникнуть».

В предыдущем исследовании Тайлер и другие учёные определили конкретные области эффекторных белков, которые непосредственно участвуют во «взломе» и проникновении в клетку. Новое исследование показывает, что эти области связывают липид фосфатидилинозитол-3-фосфат, и это связывание необходимо для проникновения белков в клетки. Тайлер добавляет: «Белки-вредители проникают внутрь, «цепляясь» за липидный рафт — область внешней мембраны клетки, которая может быть поглощена клеткой. Липид действует как мост между эффекторным белком и рафтом, помогая, по сути, отпереть дверь для проникновения болезнетворных белков».

Интересно, что исследователи также определили два метода блокировки процесса проникновения, которые могут привести к новым способам борьбы с инфекциями в медицине и сельском хозяйстве. Аспирант VBI и один из ведущих авторов исследования Шив Кейл отметил: «Нам удалось заблокировать процесс проникновения патогенных белков с помощью двух типов ингибиторов. Первая группа ингибиторов покрывает липид, чтобы патоген не мог получить к нему доступ. Вторая — блокирует сайт связывания на самом белке».

Учёные также смогли показать, что процесс проникновения в некоторые клетки человека происходит по тому же механизму. Доцент VBI Крис Лоуренс, участвовавший в исследовании, сказал: «Наше открытие, что проникновение эффекторов в клетки человека можно блокировать малыми молекулами, позволяет предположить, что можно найти новые стратегии для борьбы с несколькими изнурительными болезнями человека, в дополнение к лечению заболеваний растений».