Блокировка иммунных ответов растений дает колонизирующим бактериям конкурентное преимущество
Исследование под руководством ученых из Института селекции растений Общества Макса Планка в Кёльне показало, что способность подавлять иммунные ответы растений распространена среди многих бактерий, живущих на здоровых корнях. Эта черта стабилизирует бактериальные сообщества, известные как корневая микробиота, от воздействия со стороны иммунной системы растения. Работа опубликована в журнале Nature Plants.
Растения постоянно отслеживают свое окружение на наличие бактериальных признаков, которые служат сигналами тревоги. Один из самых распространенных — короткий паттерн в бактериальном флагеллине, белке жгутика, позволяющего бактериям двигаться. Иммунные ответы растений активируются при распознавании флагеллина рецептором FLS2. Однако флагеллин есть не только у патогенов, но и у комменсальных бактерий, составляющих микробиоту.
Как же тогда комменсальные бактерии, которые повсеместно встречаются на всех растениях и значительно превосходят по численности патогены на здоровых растениях, колонизируют и сохраняются на своих хозяевах?
Из предыдущих работ было известно, что 40% всех бактерий, обнаруженных на здоровых корнях, включая бактерии из порядка Xanthomonadales — ключевого порядка микробиоты растений, — обладают способностью подавлять иммунные ответы растений.
В более детальном анализе было установлено, что иммуносупрессия широко распространена среди Xanthomonadales. Изучив один из таких штаммов, R179, ученые выяснили, что он использует комбинацию различных механизмов для подавления иммунитета:
- R179 устраняет флагеллин и другие молекулы опасности, активирующие иммунный ответ.
- Были идентифицированы два транспортных компонента R179, которые, вероятно, доставляют иммуносупрессивные молекулы в пространство между бактерией и растением.
Таким образом, комменсальные бактерии, как и патогены, обладают арсеналом механизмов для обхода иммунных ответов растений.
Исследователи установили значимость этой иммуносупрессии для корневых бактериальных сообществ. Оказалось, что R179, который сам содержит иммуногенные молекулы, может не только блокировать собственное распознавание растением, но и «прятать» других членов микробного сообщества.
Хотя сам R179 не имеет белка флагеллина, его способность подавлять иммунные ответы, активируемые флагеллином, дает ему конкурентное преимущество в сообществе, позволяя обгонять в росте неиммуносупрессивные бактерии.
Xanthomonadales являются ключевым порядком микробиоты растений и, по-видимому, специализированы для выживания в почве и корнях. Полученные данные показывают, что широко распространенная способность модулировать иммунные ответы растений, вероятно, способствовала этой специализации и их ключевому положению в микробиоте.