Белки-«привратники» растений блокируют вторжение микробов
Исследователи из Дании, Калифорнийского университета в Дэвисе и в Беркли впервые идентифицировали группу растительных белков, которые «закрывают дверь» для бактерий, способных инфицировать листья растения.
Результаты исследования, опубликованные 29 июня в онлайн-журнале Public Library of Science Biology, углубляют понимание иммунной системы растений и могут найти применение для лучшей защиты сельскохозяйственных и садовых культур от болезней.
«Способность иммунной системы растения распознавать болезнетворные микроорганизмы критически важна для выживания и продуктивности растения», — заявила Гитта Коукер, фитопатолог из UC Davis и ведущий автор исследования.
В ходе исследования был идентифицирован комплекс белков в модельном растении Arabidopsis, играющих важную роль в биохимических механизмах, позволяющих растениям распознавать и блокировать вторжение бактерий.
Иммунитет растений
В отличие от животных, обладающих как врождённым, так и адаптивным иммунитетом, растения имеют только врождённую иммунную систему. Она состоит из двух ветвей:
- Внеклеточные рецепторные белки распознают молекулярные особенности микроба.
- Внутриклеточные белки распознают микроба в процессе инфекции.
До сих пор был известен лишь один белок — RIN4, способный регулировать обе эти ветви иммунитета у Arabidopsis. Он находится в плазматической мембране клетки.
Новые открытия
Изучая белок RIN4, Коукер и её коллеги обнаружили шесть ранее не описанных белков, которые могут связываться с RIN4 внутри растительных клеток. Один из них, AHA1, оказался ключевым для иммунного ответа.
Белок AHA1 регулирует открытие и закрытие устьиц — крошечных отверстий на нижней стороне листа, через которые происходит газообмен и испарение воды. Эти же отверстия служат входными воротами для бактерий и других патогенов.
Каждое устьице окружено двумя замыкающими клетками, которые контролируют его состояние. Когда они набухают от воды — устьица закрываются, когда теряют воду — открываются.
Исследователи обнаружили, что RIN4 может регулировать активность AHA1, и оба белка работают вместе, контролируя открытие устьиц в ответ на появление болезнетворного микроорганизма.
«Эти результаты подчёркивают, насколько важна регуляция устьиц для иммунитета Arabidopsis. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, играют ли RIN4 и связанные с ним белки ту же роль у других видов растений», — отметила Коукер.