Как сенсоры растений обнаруживают патогены

Международная команда учёных впервые с беспрецедентной детализацией описала, как именно растение обнаруживает патоген, раскрывая молекулярные основы классической модели «ген-на-ген», предложенной Гарольдом Флором в середине XX века.

Исследователи из Центра Джона Иннеса (Великобритания) в сотрудничестве с Центром биотехнологических исследований Ивате (Япония) и Лабораторией Сэйнсбери (Великобритания) изучили, как сенсорный белок риса Pik связывается с белком AVR-Pik патогена — гриба, вызывающего пирикуляриоз (рисовую пирикуляриозную пятнистость), самое разрушительное заболевание риса.

С помощью метода рентгеновской кристаллографии на установках Diamond Light Source в Оксфордшире учёным впервые удалось получить изображение точек контакта между белками растения и патогена на молекулярном уровне для пары, соответствующей модели «ген-на-ген».

Ключевое открытие: сила связывания сенсора Pik с белком патогена AVR-Pik коррелирует с силой защитного ответа растения. Это открывает новые возможности для инженерии улучшенных сенсоров растений: создание белков с повышенной силой связывания с патогенными белками может обеспечить усиленную устойчивость к болезням.

«Как только мы поймем, как эти сенсоры растений обнаруживают вторгающиеся патогены, мы сможем разработать стратегии для "усиления" иммунной системы растений и помочь защитить рис и другие важные продовольственные культуры от болезней», — говорит профессор Марк Бэнфилд.

Исследование опубликовано в журнале eLife.