Растения с животными антителами: новый способ защиты от болезней

Исследователи из Университета Восточной Англии разработали новый метод повышения устойчивости растений к болезням — введение им антител животных. В работе, опубликованной в журнале Science, группа описала создание антител лам и альпак, которые позволили растениям бороться с одним из видов грибка.

Растения хуже животных противостоят микробным инфекциям. У растений зараженные участки просто отмирают. Если таких участков слишком много, растение гибнет. Животные же обладают сложной иммунной системой, способной создавать новые антитела против новых угроз всего за несколько недель. Исследователи задались вопросом, можно ли «одолжить» часть иммунной системы животных для защиты растений.

В своей работе команда опиралась на предыдущие исследования, например, из Института биомедицинских исследований Уайтхеда, где использовали фрагменты однодоменных антител альпак для воздействия на клеточные процессы в клетках млекопитающих.

В новом исследовании команда создала так называемые пикотела — антитела лам и альпак, сконструированные в виде фьюжн-белков с растительным белком Pik-1. В природе этот белок встречается у растений, родственных табаку, и помогает распознавать белок, позволяющий одному из видов грибка-возбудителя пирикуляриоза заражать клетки. Антитела также были модифицированы для атаки на флуоресцентные белки.

Исследователи ввели пикотела в различные растения и подвергли их воздействию грибка. Клетки растений, экспрессирующие флуоресцентные белки, погибали, оставляя на листьях коричневые пятна. Из 11 протестированных версий пикотел четыре оказались не только нелетальными для растительных клеток, но и избирательно убивали только клетки с определенными белками. Это доказало принципиальную возможность использования такой стратегии для защиты растений.

Также было обнаружено, что разные версии пикотел можно комбинировать, чтобы дать растениям несколько инструментов для борьбы с одной болезнью.