Екологія
Тактичні війни бактерій і рослин зашифровані сигнали з простих білків
- Опубліковано: Четвер, 30 липня 2015, 15:44
Вчені виявили новий сигнал, який дозволяє бактеріям здійснювати комунікацію, але також допомагає зараженим рослинам координувати свої захисні реакції проти паразитів.
Дане відкриття може суттєво допомогти вченим у пошуках нових способів боротьби з інфекціями не тільки у рослин, а й у людей. Результати відповідного дослідження, проведеного під керівництвом вчених з Університету Каліфорнії в Девісі (UC Davis), були опубліковані в журналі Discovery.
«Подібно до того, як військові формування часто використовують закодовані повідомлення для координації нападу на цільові об'єкти, точно так само ці одноклітинні використовують біологічні сигнали для комунікації під час нападу на рослини і тварин» - говорить Памела Рональд, професор патології рослин і провідний автор дослідження. «Про існування подібних сигналів вчені знали ще 20 років тому, але результати нашого дослідження дозволили виявити абсолютно особливий тип сигналу, що не зустрічався раніше»
Наукова школа UC Davis має великий досвід досліджень у галузі боротьби з сільськогосподарськими та екологічними проблемами, пов'язаними з виробництвом рису в США і в світі. Сьогодні основна увага загострена на методах молекулярної біології, що дозволяють поліпшити витривалість і врожайність цієї культури, яка є основним продуктом харчування для більш, ніж половини населення світу, і тому - важливою галуззю в дослідженні рослин.
Раніше вчені вважали, що існують дві основні групи бактерій, кожна з яких використовує свій тип коду для коммунікаціі.Однако Ax21, простий білок, виявлений в поточному дослідженні, не вписався в жодну з тих кодувань, які були відомі раніше. Ax21 виробляється всередині бактеріальної клітини, але використовується вже поза організмом бактерії, виділяючись у зовнішнє середовище і даючи короткий сигнал. Ці сигнали спрямовані на інші бактерії і їх поява служить стартом для того, щоб бактерії почали формувати спеціальні захисні біоплівки, які роблять їх стійкими до зневоднення і дії антибіотиків.
«По суті, за допомогою подібної комунікації та спільної діяльності бактерії збільшують свої шанси на виживання і розмноження» сказала професор Рональд.
Незважаючи на те, що більша частина рисових рослин мають дуже слабкий захист проти Ax21-опосередкованої бактеріальної атаки, деякі рослини мають спеціальні імунні рецептори, звані XA21, які розпізнають білок Ax21, що виробляється хвороботворними бактеріями. Дана група рецепторів зустрічається як у рослин, так і у тварин.
Важливість даної групи рецепторів вже була оцінена науковою спільнотою, коли цього року відповідне відкриття Брюса Бойтлер з НДІ Скріппса в Ла-Хойя і Жюля Хоффмана з національного центру наукових досліджень у Страсбурзі було удостоєно Нобелівської премії в галузі фізіології та медицини.
Головним відкриттям нового дослідження стало те, що Ax21 запускає імунну реакцію рецепторів XA21, яка сповіщає організм рослини про необхідність запуску потужної захисної реакції у відповідь на вторгнення бактерій. Дослідження також продемонструвало, що Ах21 присутній і в бактеріях, які атакують людський організм.
«Дане дослідження показує, що бактерії спілкуються між собою за допомогою зашифрованих повідомлень. Але рослини можуть перехоплювати ці повідомлення, отримуючи тактичну перевагу в сутичці »- сказала Рональд. Історія, гідна Голлівуду.
