Новое понимание иммунитета растений: открыт ключевой регулятор
Исследователи из Университета Эдинбурга и Syngenta идентифицировали критически важный компонент молекулярного механизма иммунитета растений. Открытие, опубликованное в журнале Nature, может помочь селекционерам создавать устойчивые к болезням сорта сельскохозяйственных культур для обеспечения продовольственной безопасности.
Механизм защиты
Одна из защитных стратегий растений — запуск гибели клеток, находящихся под угрозой заражения, чтобы лишить патоген питательных веществ. Профессор Гэри Лоук и его команда выяснили, как этот процесс контролируется внутри клеток, определив ключевую роль фермента NADPH оксидазы.
«Растение генерирует короткий, резкий удар, который убивает клетки вокруг места вторжения патогена и, по сути, морит его голодом. Но мы поняли, что что-то должно не дать растению перейти в полный коллапс», — пояснил профессор Лоук.
Молекулярный переключатель
При атаке бактерий или грибов растение запускает выработку оксида азота (NO) и активных форм кислорода (АФК), таких как перекись водорода. Эти соединения токсичны для патогена и способствуют гибели заражённых клеток. NADPH оксидаза критически важна для производства АФК.
Исследователи обнаружили петлю обратной связи: при росте уровня NO молекула NO присоединяется к структуре NADPH оксидазы, что снижает её активность. Это приводит к падению уровня АФК и постепенному прекращению гибели клеток, предотвращая чрезмерную реакцию.
Значение для науки и медицины
- Для растениеводства: Понимание регуляции NADPH оксидазы открывает пути для создания новых устойчивых сортов культур.
- Для медицины: Открытие может иметь значение для лечения нарушений иммунитета у человека. Неправильная работа NADPH оксидазы у людей вызывает хроническую гранулематозную болезнь (ХГБ), приводящую к тяжелым бактериальным и грибковым инфекциям.
«NADPH оксидаза чрезвычайно важна и для иммунитета растений, и мы смогли показать, как она регулируется в нормальном иммунном ответе. Наше открытие может также открыть новые возможности для лечения иммунных расстройств человека, таких как ХГБ», — отметил профессор Лоук.
Как подчеркнул профессор Дуглас Келл, глава BBSRC, подобные фундаментальные исследования жизненно важны для разработки стратегий защиты урожая от болезней.