#FungalManipulation #PlantFungiInteraction #SymbioticFungi #PathogenicHuby #Protein Structures #AMFungi #EffectorProteins #PlantHealth #Poľnohospodárstvo #AlphaFold2 #PlantMicrobeInteractions #Gatsby CharitableFoundation #SLCU
Vedci z Sainsbury Laboratory Cambridge University (SLCU) urobili prelomový objav, ktorý odhalil, že symbiotické a patogénne huby, napriek tomu, že sú vzdialene príbuzné, využívajú podobnú skupinu proteínov na manipuláciu a obývanie rastlín. Tento výskum, ktorý porovnával vylučované proteíny z týchto húb pomocou pokročilej technológie AI, vrhá svetlo na mechanizmy, ktoré sú základom interakcií medzi rastlinami a hubami. Zistenia majú významné dôsledky pre poľnohospodárstvo a prírodné ekosystémy, pretože pochopenie týchto molekulárnych nástrojov by mohlo zvýšiť potenciálne prospešné vzťahy medzi rastlinami a hubami a zároveň predstavovať riziko zvýšenej citlivosti na patogény.
Sebastian Schornack a jeho výskumný tím v SLCU sa venujú identifikácii a charakterizácii nových efektorov arbuskulárnej mykorízy (AM), čo sú proteíny vylučované symbiotickými hubami na uľahčenie ich kolonizácie koreňov rastlín. V snahe odhaliť stratégie používané patogénnymi a symbiotickými hubami tím využil počítačový program AlphaFold2 AI, výkonný nástroj na predpovedanie proteínových štruktúr. To im umožnilo porovnať vylučované proteíny symbiotických a patogénnych húb, čo nakoniec viedlo k objavu štrukturálne podobnej skupiny proteínov kódovaných v genómoch oboch typov húb.
Zistenia štúdie majú ďalekosiahle dôsledky pre zdravie rastlín a poľnohospodárstvo. Symbiotické huby, ako sú AM huby, zohrávajú kľúčovú úlohu pri prijímaní živín, podpore rastu rastlín a obrane proti patogénom. Na druhej strane, patogénne huby, ako je Fusarium oxysporum, sú deštruktívne patogény, ktoré ohrozujú dôležité plodiny, ako sú banány a palmy olejné. Identifikácia zdieľaných proteínov, známych ako dvojdoménové proteíny Fusarium oxysporum lycopersici (FOLD), naznačuje, že tieto proteíny prispievajú k schopnosti symbiotických aj patogénnych húb úspešne osídľovať rastliny.
Dr. Schornack zdôrazňuje, že zatiaľ čo zlepšenie AM vzťahov v plodinách môže prospieť rastu rastlín, môže tiež zvýšiť ich zraniteľnosť voči patogénom. Tento objav vyvoláva otázky o prítomnosti a funkcii týchto proteínov v symbiotických hubách a potenciálnych dôsledkoch pre interakcie medzi rastlinami a mikróbmi.
Pochopenie rozmanitosti a podobnosti efektorov používaných symbiontmi aj patogénmi je rozhodujúce pre odhalenie zložitosti interakcií medzi rastlinami a mikróbmi. Hoci efektorové proteíny vo vzťahoch medzi rastlinami a patogénmi sú relatívne dobre preštudované, naše znalosti o interakciách rastlina-symbiont, ako sú tie, ktoré zahŕňajú AM huby, sú obmedzené. Odhalenie rôznych efektorov zapojených do vzťahu rastlina-symbiont je kľúčovým zameraním prebiehajúceho výskumu tímu Schornack.
Tento prelomový výskum bol možný vďaka financovaniu od Gatsby Charitable Foundation, Kráľovskej spoločnosti a Európskej rady pre výskum.