Тактические войны бактерий и растений: зашифрованные сигналы из простых белков

Учёные обнаружили новый сигнал, который позволяет бактериям осуществлять коммуникацию, но также помогает зараженным растениям координировать свои защитные реакции против паразитов. Данное открытие может существенно помочь учёным в поисках новых способов борьбы с инфекциями не только у растений, но и у людей. Результаты соответствующего исследования, проведенного под руководством учёных из Университета Калифорнии в Дэвисе (UC Davis), были опубликованы в журнале Discovery.

«Подобно тому, как военные формирования часто используют закодированные сообщения для координации нападения на целевые объекты, точно так же эти одноклеточные используют биологические сигналы для коммуникации во время нападения на растения и животных» – говорит Памела Рональд, профессор патологии растений и ведущий автор исследования. «О существовании подобных сигналов учёные знали ещё 20 лет назад, но результаты нашего исследования позволили обнаружить совершенно особый тип сигнала, который не встречался ранее»

Научная школа UC Davis имеет большой опыт исследований в области борьбы с сельскохозяйственными и экологическими проблемами, связанными с производством риса в США и в мире. Сегодня основное внимание заострено на методах молекулярной биологии, позволяющих улучшить выносливость и урожайность этой культуры, которая является основным продуктом питания для более, чем половины населения мира, и поэтому – важной отраслью в исследовании растений.

 

Ранее учёные полагали, что существуют две основные группы бактерий, каждая из которых использует свой тип кода для коммуникации.Однако Ax21, простой белок, обнаруженный в текущем исследовании, не вписался ни в одну из тех кодировок, которые были известны ранее. Ax21 производится внутри бактериальной клетки, но используется уже вне организма бактерии, выделяясь во внешнюю среду и давая короткий сигнал. Эти сигналы направлены на другие бактерии и их появление служит стартом для того, чтобы бактерии начали формировать специальные защитные биоплёнки, которые делают их устойчивыми к обезвоживанию и действию антибиотиков.

«В сущности, с помощью подобной коммуникации и совместной деятельности бактерии увеличивают свои шансы на выживание и размножение» сказала профессор Рональд.

Несмотря на то, что большая часть рисовых растений имеют весьма слабую защиту против Ax21-опосредованной бактериальной атаки, некоторые растения имеют специальные иммунные рецепторы, называемые XA21, которые распознают белок Ax21, вырабатываемый болезнетворными бактериями. Данная группа рецепторов встречается как у растений, так и у животных.

Важность данной группы рецепторов уже была оценена научным сообществом, когда в этом году соответствующее открытие Брюса Бойтлера из НИИ Скриппса в Ла-Хойя и Жюля Хоффмана из национального центра научных исследований в Страсбурге было удостоено Нобелевской премии в области физиологии и медицины.

Главным открытием нового исследования стало то, что Ax21 запускает иммунную реакцию рецепторов XA21, которая оповещает организм растения о необходимости запуска мощной защитной реакции в ответ на вторжение бактерий. Исследование также продемонстрировало, что Ах21 присутствует и в бактериях, которые атакуют человеческий организм.

«Данное исследование показывает, что бактерии общаются между собой с помощью зашифрованных сообщений. Но растения могут перехватывать эти сообщения, получая тактическое преимущество в схватке» – сказала Рональд . История, достойная Голливуда.

Источник: sciencedaily

Источник

Интересное по теме