Новый фермент — «ударный механизм» иммунитета растений

Растения, подобно людям, обладают иммунной системой для борьбы с инфекциями. Клетки растений могут распознавать патогены и реагировать на них, часто производя выброс активных форм кислорода (АФК), токсичных для бактерий или грибков. Клетки вокруг заражённого участка могут запускать программируемую гибель, чтобы изолировать болезнь.

Гитта Коукер, профессор кафедры патологии растений Калифорнийского университета в Дэвисе, и её коллеги определили ключевой этап в реакции клеток растений на патогены. Они идентифицировали семейство киназных ферментов, которые активируют ферменты, производящие АФК. Работа опубликована 12 сентября в журнале Cell Host & Microbe.

Каждая клетка растения может реагировать на патогены через рецепторы на поверхности клетки, которые реагируют, например, на бактериальные белки. У растений также есть рецепторы, сходные с «Toll-подобными рецепторами» (TLR), которые впервые были обнаружены у растений профессором Памелой Рональд.

Ключевой этап связывает обнаружение и действие

Лаборатория Коукер выделила у растения Arabidopsis фермент SIK1, который является «ударным механизмом» иммунитета растений. Он связывает рецепторы, обнаруживающие патогены, с производством АФК, которые их убивают.

«Эта конкретная киназа работает с другими киназами и стабилизирует их, сходясь на ферменте, который производит активные формы кислорода. Мы считаем, что это ключевой этап», — сказала Коукер.

Когда исследователи удалили ген SIK1, растения не могли производить достаточно АФК и становились более восприимчивыми к инфекциям.

Группа Коукер теперь ищет гомологи SIK1 в других растениях, включая сельскохозяйственные культуры. Они хотят выяснить, можно ли «настроить» этот ген для повышения устойчивости культур к патогенам. Это может привести к новым методам лечения болезней растений и выведению более устойчивых к инфекциям культур.