Компонент вируса помогает улучшить экспрессию генов без вреда для растений

Вирус, который обычно деформирует или убивает растения вроде томатов, перцев и баклажанов, оказался не так плох. Учёные из Texas AgriLife Research обнаружили, что ген внутри этого вируса полезен для введения чужеродных генов в растение без вредных последствий.

Эта технология в конечном итоге может привести к созданию «дешёвой, экологичной альтернативы» для фармацевтической промышленности, считает вирусолог доктор Херман Шолтхоф.

Шолтхоф и его коллеги доктора И-Ченг Хси и Верия Альварадо сотрудничали с учёными из John Innes Centre в Англии. Исследование опубликовано в Plant Biotechnology Journal.

«Сейчас в фармацевтической промышленности многие белковые препараты экспрессируются и очищаются из бактерий», — пояснил Шолтхоф. «Растения не только представляют собой дешёвую и экологичную альтернативу, но и имеют преимущество в том, что они правильно обрабатывают белки — чего бактерии делать не могут».

Команда работала с вирусом кустистости томатов (tomato bushy stunt virus), который может атаковать множество растений по всему миру, но редко имеет серьёзные экономические последствия. Это модельный вирус, который можно безопасно сдерживать, поскольку у него нет насекомого-переносчика.

Для этого исследования использовался только один ген вируса — P19, потому что он подавляет РНК-сайленсинг.

«РНК-сайленсинг — это недавно открытая защита, которую растения используют против вирусов», — объяснил учёный. «Во время этого сайленсинга короткие цепи РНК служат сигналами, предупреждающими растение о попытке вирусной инфекции, так что все его ткани начинают мобилизоваться для защиты.

Элегантность в том, что белок P19 формирует контратакующие единицы, каждая из которых состоит из двух молекул белка. Они образуют своего рода «штангенциркуль», который измеряет и захватывает сигнальные молекулы, тем самым подавляя защиту и позволяя вирусу инфицировать растение».

Но подавление защиты может также позволить проникнуть и экспрессироваться другим, желаемым генам. Шолтхоф отметил, что учёные ранее использовали другие супрессоры в исследованиях растений, чтобы избежать сайленсинга, но «проблема в том, что эти супрессоры также вызывают множество дефектов развития и серьёзные симптомы болезни».

С разработанным группой вариантом P19 этого не происходит.

Процесс экспрессии чужеродных генов в растениях распространён в исследованиях, но у него есть и важное практическое применение.

«Он также используется в биотехнологии для производства полезных белков для медицинских и ветеринарных целей», — отметил Шолтхоф. «Разработав этот новый P19, мы «приручили» супрессор, потому что он всё ещё работает на подавление, но не вызывает серьёзных симптомов болезни у растения.

Мы предоставили доказательство принципа, что P19 можно использовать для защиты от сайленсинга введённых чужеродных генов в растениях».