Вирусные белки объединяются, чтобы снизить защитные "щиты" растений
Новое исследование учёных из Университета штата Вашингтон о том, как взаимодействуют и могут быть нейтрализованы вирусные белки, открывает перспективы для помощи растениям в защите от вирусов и предотвращения потерь урожая.
Исследование, опубликованное в Frontiers in Plant Science, показало, что вирусные белки взаимодействуют друг с другом, чтобы помочь вирусу захватить растение-хозяина и завершить свой жизненный цикл. Когда некоторые из этих белков были деактивированы, вирус не мог перемещаться из клетки в клетку. Эти белки также выполняют двойную функцию, вызывая заболевание.
«Эти белки-супрессоры сайленсинга взаимодействуют друг с другом в бесшовном, высококоординированном танце, чтобы помочь вирусу преодолеть защиту хозяина», — сказал вирусолог Хану Паппу, старший автор статьи.
Понимание динамики этих взаимодействий может дать ключи к их блокировке, добавил Паппу.
«Мы используем подходы редактирования генома, чтобы сделать именно это. Чем больше мы понимаем, как эти вирусы сбивают защитные "щиты" и вызывают болезнь, тем больше у нас шансов спасти растения от вирусных захватчиков».
Немая, скрытая гонка вооружений между растениями и вирусами, которые на них охотятся, длится миллионы лет. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО) ООН, вирусные заболевания ежегодно наносят ущерб продовольственным, кормовым и волокнистым культурам во всём мире на сумму более миллиарда долларов.
Растения выработали сложную систему защиты от инфекции, включающую высокоорганизованные клеточные события, запускаемые вирусной атакой, сказал Паппу. Растения используют молекулярную защиту, называемую РНК-интерференцией (RNAi), которая разрушает поступающую вирусную нуклеиновую кислоту. В ответ вирусы эволюционировали, производя молекулы, называемые «белками-супрессорами сайленсинга», которые могут отключать защиту RNAi хозяина.
«"Звёздный путь": противостояние Федерации и клингонов разыгрывается в реальной жизни. Когда растение чувствует атаку вируса, его "щиты" поднимаются. Вирусы находят способы опустить щиты или проскользнуть через них и в конечном итоге захватить растение», — сказал Паппу.
Паппу и его команда изучают группу патогенов под названием геминивирусы — одни из самых разрушительных для сельскохозяйственных культур вирусов во многих частях мира.
Ведущий автор Ин Чжай исследовала конкретный опасный геминивирус — Croton yellow vein mosaic virus. Используя метод конфокальной микроскопии, соавтор Дэн Муллендор изучил отдельные вирусные белки и их локализацию внутри клеток хозяина.
В то время как большинство вирусов производят один белок с определённой функцией для поражения хозяина, Чжай и её коллеги обнаружили, что этот геминивирус содержит не один, а четыре разных белка, которые участвуют в подавлении защиты растений. С помощью высокочувствительных молекулярных и микроскопических методов они выяснили, что эти вирусные белки взаимодействуют, чтобы помочь вирусу. Когда некоторые из них были отключены, вирус не мог распространяться в растении.