Учёные разгадали 20-летнюю загадку вируса, угрожающего пшенице

Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде решили 20-летнюю генетическую загадку, что может привести к созданию способов защиты пшеницы, ячменя и других культур от разрушительной инфекции.

Профессор фитопатологии и микробиологии Аяла Рао десятилетиями изучает вирус мозаики костра (Brome Mosaic virus). В отличие от некоторых вирусов, генетический материал этого вируса разделён на три частицы, которые до сих пор было невозможно отличить друг от друга.

Без точного понимания различий между этими частицами учёные не могли полностью понять, как они работают вместе, чтобы инициировать инфекцию, уничтожающую продовольственные культуры.

Прорыв в исследовании

Чтобы различить частицы, команде Рао сначала нужно было их разделить и получить в максимально чистой форме. Используя метод генной инженерии, учёные отключили патогенные аспекты вируса и внедрили вирусные гены в растение-хозяин.

"Эта бактерия вставляет свой геном в клетки растения, подобно тому, как ВИЧ встраивается в клетки человека", — пояснила Рао. После этого исследователи смогли изолировать вирусные частицы в растениях и определить их структуру с помощью электронных микроскопов и компьютерных технологий.

Результаты и перспективы

Теперь, когда одна из частиц полностью картирована, стало ясно, что первые две частицы более стабильны, чем третья.

"Как только мы изменяем стабильность, мы можем манипулировать тем, как РНК высвобождается в растениях. Мы можем сделать третью частицу более стабильной, чтобы она не высвобождала РНК, и инфекция задерживается", — заявила Рао.

Вирус мозаики костра в основном поражает злаки, такие как пшеница и ячмень, и иногда сою. По словам Рао, он почти идентичен вирусу огуречной мозаики (Cucumber Mosaic virus), который поражает огурцы, томаты и другие культуры, важные для сельского хозяйства Калифорнии.

Это исследование не только может привести к защите различных видов сельскохозяйственных культур, но и углубить понимание вирусов в целом.

"С растительными вирусами работать гораздо проще, потому что их легче и дешевле выращивать и выделять. Но то, что мы узнаём о принципах репликации, применимо и к вирусам человека, и животных", — отметила Рао.

Работа была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences и стала возможной благодаря гранту University of California Multicampus Research Program and Initiatives.