Крупный прорыв в понимании того, как вирусы заражают растения
Учёные CSIRO Plant Industry пролили свет на проблему, которая озадачивала исследователей с момента открытия первого вируса в 1892 году: как именно они вызывают болезнь?
В крупном прорыве, который помогает лучше понять, как вирусы вызывают заболевания у растений – и потенциально у животных и людей, – доктор Минг-Бо Ван и Нил Смит раскрыли генетический механизм, позволяющий вирусным организмам заражать хозяев и вызывать болезни.
Как вирус вызывает пожелтение
- Вирус огуречной мозаики (Cucumber Mosaic Virus, CMV) – распространённый деструктивный вирус, поражающий широкий спектр продовольственных культур и декоративных растений.
- Учёные обнаружили, что CMV в сопровождении особого типа вирусной частицы, называемой «сателлитом», вызывает характерные симптомы пожелтения у растений, разрезая ген, который производит хлорофилл – зелёный пигмент в листьях.
- Предотвращая производство хлорофилла, вирус вызывает частичное или полное пожелтение листьев, что резко влияет на рост и продуктивность.
Ключевой ген и механизм «застёжки-молнии»
- Было определено, что вирус поражает конкретный ген – CHL1.
- Открытие показывает, что ген сателлита CMV должен напрямую соответствовать генам растения-хозяина, чтобы вызвать болезнь пожелтения.
- Когда гены вирусного сателлита совпадают с генами растения-хозяина, они «блокируют» и разрезают гены хозяина, не позволяя ему производить зелёный пигмент хлорофилла.
- Этот механизм сравнивается с застёгиванием молнии: одна половина «генов-зубцов» происходит от вируса, а другая – от хозяина, и когда они совпадают, вирус вызывает болезнь.
Практическое применение: создание устойчивых растений
- Зная, как CMV вызывает симптомы, учёные попытались заблокировать вирусное заболевание.
- Они создали специально изменённые растения с дополнительной копией гена, производящего хлорофилл. Этот ген был изменён так, что он больше не соответствовал вирусному гену.
- Это небольшое генетическое изменение предотвратило пожелтение и заболевание растений, не изменив никаких других аспектов их роста, габитуса или формы.