01.06.2022
Многие болезнетворные бактерии способны подавлять защитные механизмы растений и, таким образом, избегают растворения растительной клеткой — процесса, известного как ксенофагия. Клетки животных и человека имеют схожий механизм, при котором защитные силы клетки «поедают» вторгшиеся бактерии, однако некоторые бактерии могут ингибировать этот процесс. Международная исследовательская группа впервые описала ингибирование ксенофагии у растений. Группу возглавляет профессор Суайб Юстюн из Центра молекулярной биологии растений Тюбингенского университета и Рурского университета Бохума. Исследование было опубликовано в журнале EMBO.
Клетки должны постоянно приспосабливать белки внутри себя к изменяющимся функциям и влиянию окружающей среды.
«Постоянная деградация белка неизбежна, иначе клетка становится тесной и у нее заканчивается материал, — объясняет Суайб Юстюн, чья рабочая группа изучает эти строго регулируемые процессы деградации.
Когда клетке необходимо разрушить большие белковые комплексы, нерастворимые агрегаты или целые органеллы, она обычно использует процесс, известный как аутофагия, буквально «поедая себя».
«Клетки животных и человека также иногда используют этот метод деградации, когда хотят устранить захватчиков, таких как патогенные бактерии. В этом случае процесс также называют ксенофагией — поеданием чужака», — говорит ученый.
Но на этом гонка вооружений между хозяином и возбудителем не заканчивается. Некоторые бактерии выработали белки, которые блокируют механизм аутофагии, направленный против них. Это дает им преимущество, и они могут распространяться дальше.
«Такое состояние исследований известно уже несколько лет на клетках человека. С растениями мы еще не зашли так далеко. Между аутофагией в клетках растений и животных есть важное различие — в растениях патогенные бактерии не проникают в клетки. «Они остаются во внеклеточном пространстве», — говорит Устюн.
Так обстоит дело, например, с бактерией Xanthomonas, которая вызывает увядание и гниение листьев, стеблей и плодов целого ряда растений, а также поражает табак — модельное растение, изученное исследовательской группой.
«Бактерии Xanthomonas вводят в растительные клетки эффектор. Мы обнаружили, что это подавляет важный компонент механизма аутофагии. Это позволяет Xanthomonas распространяться дальше, — объясняет Юстюн. — Однако растение, в свою очередь, производит белок, который разрушает эффектор путем аутофагии».
По словам ученого, это первое свидетельство антимикробной ксенофагии при взаимодействии растений и бактерий. Устюн добавляет, что «интересным аспектом этого является то, что задействованные белки, такие как эффектор Xanthomonas и компоненты механизма аутофагии, очень похожи у людей и растений, хотя они подвергаются атаке со стороны разных бактериальных патогенов». Биологи отмечают, что некоторые белки были строго законсервированы в самых разных организмах в ходе эволюции.
Это новое исследование дает важные ориентиры для дальнейших фундаментальных исследований аутофагии и ксенофагии у растений, говорится на сайте Тюбингенского университета. В долгосрочной перспективе эти процессы могут помочь предотвратить болезни сельскохозяйственных культур.
Елена Краснова
Фото на обложке: зеленые точки представляют собой компоненты, участвующие в аутофагии в клетках табачного растения и разлагающиеся бактериями Xanthomonas, показанные под микроскопом.
Нет комментариев