Растения и животные используют схожие механизмы защиты от болезней

Несмотря на то, что растения и животные разошлись на эволюционном древе около 1 миллиарда лет назад, они развили поразительно похожие механизмы для обнаружения микробных вторжений и сопротивления болезням.

Это открытие было сделано за 15 лет исследователями из разных областей, использовавшими классические генетические исследования для изучения устойчивости к болезням у растений и животных. Обзор, написанный Памелой Рональд (Калифорнийский университет в Дэвисе) и Брюсом Бойтлером (Научно-исследовательский институт Скриппса), опубликован в журнале Science.

Ключевые открытия в иммунитете

В основе этих исследований лежат рецепторы — белковые молекулы на клеточных мембранах, которые распознают специфические молекулы вторгающихся организмов и запускают иммунный ответ.

  • В 1995 году Памела Рональд идентифицировала первый такой рецептор у растений — ген Xa21 у риса.
  • В 1998 году Брюс Бойтлер открыл первый иммунный рецептор у млекопитающих — ген TLR4 у мыши.

Сравнение иммунных систем

Обзор включает описание иммунных путей у мыши (позвоночные), плодовой мушки Drosophila (насекомые), риса (однодольные растения) и резуховидки Таля Arabidopsis (двудольные растения).

  • Исследования иммунных рецепторов начали ботаники в 1980-х годах.
  • В 2000 году был открыт рецептор FLS2 у Arabidopsis, показавший, что растительный рецептор может связываться с молекулой, присутствующей у многих разных микробов.

Разнообразие и будущее исследований

Иммунные системы разных видов сильно различаются по сложности:

  • Иммунная система Drosophila зависит всего от одного иммунно-активного рецептора (Toll).
  • У Arabidopsis есть десятки сенсоров.
  • У риса — сотни.

Учёные подчёркивают, что изучены лишь немногие виды («листья» на эволюционном древе). Они прогнозируют, что будущие исследования, включая проекты по секвенированию генов, откроют множество сюрпризов и позволят использовать знания о рецепторах для улучшения здоровья растений и животных, а также для создания новых лекарственных мишеней против устойчивых бактерий.