• Ученые нашли новые признаки скрытых камер в гробнице Тутанхамона
Международная группа ученых предложила способ усилить защиту пшеницы, риса и ячменя от грибковых инфекций. Исследователи во главе со специалистами британского Центра Джона Иннеса изменили рецепторы иммунной системы растений так, чтобы они распознавали сразу несколько опасных возбудителей. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances, сообщает ScienceDaily.
Ученые изучали белки tandem kinase proteins (TKP) — тандемные киназные белки, которые встречаются у злаковых культур. В некоторых из них есть участок Heavy Metal Associated (HMA), способный связываться с молекулами патогенов. Такие молекулы, называемые эффекторами, гриб выделяет в клетки листьев и стеблей, чтобы нарушить работу растения и вызвать инфекцию.
Основным объектом исследования стал гриб Magnaporthe oryzae, вызывающий пирикуляриоз, или рисовую blast-болезнь. Это наиболее опасное грибковое заболевание культурного риса, которое также угрожает пшенице и ячменю в отдельных районах Азии и Африки. Ежегодно оно уничтожает столько риса, сколько хватило бы примерно для питания 60 миллионов человек.
• Почему вес возвращается после похудения: ученые нашли «память» жировой ткани
С помощью биофизических методов и кристаллографии специалисты получили подробную трехмерную картину взаимодействия HMA-участков с эффекторами гриба. Оказалось, что эти участки могут работать как биологическая приманка: они связывают молекулы патогена и запускают иммунную реакцию растения. На основе полученных данных ученые модифицировали TKP-рецепторы, чтобы те распознавали два эффектора, связанных с заражением пшеницы и ячменя.
«Мы обнаружили нечто, что может привести к потенциальному вмешательству в развитие самой опасной грибковой болезни злаков», — сказал руководитель исследовательской группы Центра Джона Иннеса профессор Марк Банфилд, один из авторов работы, выполненной совместно с учеными Университета Кобе в Японии. По его словам, изменение аминокислот в местах связывания эффектора позволяет создавать новые варианты распознавания и формировать дополнительную линию защиты растений.
Пока эксперименты проводили только на протопластах — отдельных клетках пшеницы, используемых как упрощенная модель. Следующим этапом станет проверка эффективности измененных рецепторов на целых растениях в теплицах. «Наше исследование показывает, что этот новый класс белков устойчивости пригоден для инженерных изменений. Теперь мы знаем, что прежние методы работы с рецепторами NLR могут применяться и к этому классу», — отметил первый автор исследования доктор Дэниел Ю.
• Короткие физические нагрузки улучшили память и внимание
Ученые также рассматривают возможность объединять TKP с рецепторами NLR — нуклеотид-связывающими рецепторами с лейцин-богатыми повторами, которые более 30 лет находятся в центре исследований растительного иммунитета. Поскольку эти два типа белков, вероятно, запускают защиту разными способами, их совместное использование может создать несколько уровней обороны. «Мы считаем, что эти два класса иммунных рецепторов, NLR и TKP, вероятно, активируются по-разному. Это дает возможность получить более надежный иммунитет в полевых условиях, поскольку все не зависит от одного механизма. В дальнейшем мы, возможно, сможем объединять гены TKP и NLR, направленные против одной болезни, чтобы создать сверхустойчивую культуру», — сказал Банфилд.
Читайте также:
• ИИ научился находить по речи признаки деменции и ускоренного старения
• Ученые нашли необычный признак болезни Паркинсона в запахе тела
• Кардиолог назвал отеки, одышку и боль при нагрузке признаками проблем с сердцем
