Ученые определили тактику атаки патогенов растений
Новое исследование под руководством Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл может помочь в борьбе с болезнями растений, которые ежегодно уничтожают миллионы тонн урожая.
Ключевое открытие, опубликованное 29 июля 2011 года в журнале Science, заключается в следующем: несмотря на разнообразный арсенал оружия, патогены атакуют растения, нацеливаясь на удивительно ограниченное количество клеточных мишеней.
"Это крупный прорыв в понимании механизмов продолжающейся эволюционной войны между растениями и патогенами", — заявил ведущий автор исследования Джефф Дангл.
Исследование основано на первых комплексных "интерактомах" растений — картах десятков тысяч взаимодействий между белками клетки. Эти связи определяют, как белки собираются в функциональные комплексы, которые управляют жизнью клетки и часто вовлекаются в борьбу с инфекциями.
- Одна работа отобразила интерактом для примерно трети белков, кодируемых геномом растения Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля), которое служит модельным организмом.
- Группа Дангла использовала эти данные для создания второго интерактома, чтобы понять, как два разных патогена заражают растения:
Эти межклеточные патогены для успешного заражения вводят в клетку растения вирулентные белки (эффекторы), которые подавляют защиту хозяина.
Главный результат: несмотря на то, что эти патогены разошлись от общего предка более 2 миллиардов лет назад и используют разные механизмы заражения, их эффекторы сфокусированы на ограниченном наборе примерно из 165 взаимосвязанных белков, входящих в ключевые клеточные комплексы Arabidopsis.
"Это означает, что для подавления защиты растений все патогены, вероятно, эволюционировали оружие, нацеленное на относительно небольшую группу клеточных "машин", — пояснил Дангл.
Это знание может ускорить селекцию на устойчивость к болезням и разработку экологичных методов защиты растений. Хотя интерактомы неполны, данные указывают, что мишенями для эффекторов всех патогенов могут быть лишь несколько сотен белков из примерно 27 000, кодируемых геномом Arabidopsis.
Данные исследований находятся в свободном доступе и могут быть полезны для фундаментальной науки, селекции и биотехнологий. Работа также имеет значение для исследований в области здоровья человека, демонстрируя ценность модельных организмов для понимания фундаментальных принципов взаимодействия патогена и хозяина.