#FungalManipulation #PlantFungiInteraction #SymbioticFungi #PathogenicFungi #ProteinStructures #AMFungi #EffectorProteins #PlantHealth #Agriculture #AlphaFold2 #PlantMicrobeInteractions #GatsbyCharitableFoundation #SLCU
Учени от Sainsbury Laboratory Cambridge University (SLCU) направиха новаторско откритие, разкривайки, че симбиотичните и патогенните гъби, въпреки че са далечни роднини, използват подобна група протеини, за да манипулират и обитават растенията. Това изследване, което сравнява секретираните протеини от тези гъби с помощта на усъвършенствана AI технология, хвърля светлина върху механизмите, лежащи в основата на взаимодействията растения-гъби. Констатациите имат значителни последици за селското стопанство и природните екосистеми, тъй като разбирането на тези молекулярни инструменти може да подобри потенциално полезните взаимоотношения между растенията и гъбите, като същевременно създава рискове от повишена чувствителност към патогени.
Себастиан Шорнак и неговият изследователски екип в SLCU са посветени на идентифицирането и характеризирането на нови ефектори на арбускуларна микориза (AM), които са протеини, секретирани от симбиотични гъби, за да улеснят колонизацията им в корените на растенията. В стремежа си да разкрият стратегиите, използвани от патогенни и симбиотични гъбички, екипът използва компютърната програма AlphaFold2 AI, мощен инструмент за прогнозиране на протеинови структури. Това им позволи да сравнят секретираните протеини на симбиотични и патогенни гъби, което в крайна сметка доведе до откриването на структурно подобна група протеини, кодирани в геномите на двата вида гъби.
Констатациите от проучването имат далечни последици за здравето на растенията и селското стопанство. Симбиотичните гъби, като AM гъбите, играят решаваща роля в усвояването на хранителни вещества, насърчаване на растежа на растенията и защита срещу патогени. От друга страна, патогенните гъби, като Fusarium oxysporum, са разрушителни патогени, които заплашват важни култури като банани и маслени палми. Идентифицирането на споделени протеини, известни като протеини с двоен домейн на Fusarium oxysporum lycopersici (FOLDs), предполага, че тези протеини допринасят за способността както на симбиотичните, така и на патогенните гъби да обитават растенията успешно.
Д-р Шорнак подчертава, че докато подобряването на връзките на АМ в културите може да е от полза за растежа на растенията, то може също така да увеличи тяхната уязвимост към патогени. Това откритие повдига въпроси относно присъствието и функцията на тези протеини в симбиотичните гъби и потенциалните последици за взаимодействията растения-микроби.
Разбирането на разнообразието и сходството на ефекторите, използвани както от симбионтите, така и от патогените, е от решаващо значение за разкриването на тънкостите на взаимодействията между растенията и микробите. Въпреки че ефекторните протеини в отношенията растение-патоген са сравнително добре проучени, нашите познания за взаимодействията растение-симбионт, като тези, включващи AM гъбички, са ограничени. Разкриването на различните ефектори, включени във връзката растение-симбионт, е ключов фокус на текущите изследвания на екипа на Schornack.
Това новаторско изследване стана възможно чрез финансиране от Благотворителната фондация Гетсби, Кралското общество и Европейския съвет за научни изследвания.