Ученые нашли способ победить урожай

Калифорнийский университет – Риверсайд, 5 августа 2023 г.

Исследователи обнаружили, что серая плесень использует липидные пузыри для переноса РНК, которая подавляет иммунитет растений, вызывая потери урожая на миллиарды долларов. Результаты могут привести к созданию новых экологически чистых фунгицидов, которые нацелены на эти пузырьки, потенциально обеспечивая эффективное решение без токсичных химикатов.

Серая плесень, виновница ежегодных потерь урожая в миллиарды долларов из-за заражения широкого спектра фруктов и овощей, включая ягоды и томаты, является постоянной проблемой для фермеров. Теперь исследователи обнаружили новый метод борьбы с этой плесенью без необходимости обработки сельскохозяйственных культур токсичными химикатами.

Если вы когда-нибудь сталкивались с клубникой, покрытой нечетким серым веществом, вы были свидетелем воздействия серой плесени. Этот грозный гриб поражает более 1400 видов растений, и до сих пор не существует эффективного лечения. Ключ к контролю над ним может лежать в открытии липидных «пузырей», выделяемых клетками плесени, — особенности, которую некоторые ученые ранее упускали из виду как неважную.

Фактически, новое исследование Калифорнийского университета в Риверсайде показывает, что эти пузырьки необходимы для связи между патогенами и их хозяевами, включая многие виды грибов, а также бактерии и млекопитающие. В этом случае исследователи обнаружили, что серая плесень научилась использовать пузырьки для успешного заражения.

«Поскольку их трудно изолировать и изучить, важные функции этих липидных пузырей, также называемых внеклеточными везикулами, упускались из виду на протяжении десятилетий», — сказал Хайлин Джин, профессор микробиологии и патологии растений UCR, который руководил исследовательским проектом.

“Now we know the mold, just like its plant hosts, also uses extracellular vesicles to protect and deliver what amount to weapons — small RNARibonucleic acid (RNA) is a polymeric molecule similar to DNA that is essential in various biological roles in coding, decoding, regulation and expression of genes. Both are nucleic acids, but unlike DNA, RNA is single-stranded. An RNA strand has a backbone made of alternating sugar (ribose) and phosphate groups. Attached to each sugar is one of four bases—adenine (A), uracil (U), cytosine (C), or guanine (G). Different types of RNA exist in the cell: messenger RNA (mRNA), ribosomal RNA (rRNA), and transfer RNA (tRNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Молекулы РНК подавляют гены, участвующие в иммунной системе растений», — сказал Джин.

На продуктах растет серая плесень. Фото: Приветствую Джина/UCR

This finding is detailed in the journal Nature Communications<em>Nature Communications</em> is a peer-reviewed, open-access, multidisciplinary, scientific journal published by Nature Portfolio. It covers the natural sciences, including physics, biology, chemistry, medicine, and earth sciences. It began publishing in 2010 and has editorial offices in London, Berlin, New York City, and Shanghai. " data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Nature Communications, где исследователи не только показывают, что серая плесень выделяет вирулентную РНК в этих пузырьках на основе липидов, но и что определенный белок является ключом к способности плесени производить пузырьки.

На поверхности пузырьков появляется белок тетраспанин. Исследователи обнаружили, что если исключить способность плесени вырабатывать тетраспанин, способность плесени выделять и доставлять пузырьки значительно снижается.

«Если мы выведем из строя этот ключевой компонент везикул, мы сможем ослабить их способность доставлять оружие малых РНК или других молекул, подавляющих иммунитет хозяина», — сказал Джин.

Ранее та же исследовательская группа также определила гены, которые позволяют грибу производить небольшие молекулы РНК. Уничтожение этих генов, а также тех, которые позволяют грибу вырабатывать тетраспанин, позволит создать новое поколение «РНК-фунгицидов», которые подавляют болезнь серой гнили.