«Иммунная система растений сложнее, чем мы думали», – говорит д-р. Стефани Ранф с кафедры фитопатологии Мюнхенского технического университета.
Вместе с международной исследовательской группой биохимик обнаружил вещества, активирующие защиту растений.
До сих пор ученые думали, что клетки растений, аналогичные клеткам человека и животных, распознают бактерии через сложные молекулярные соединения, например, через клеточную стенку бактерий. В частности, подозревали, что определенные молекулы, состоящие из жироподобной части и молекул сахара, липополисахаридов или кратко ЛПС, вызывают иммунный ответ.
В 2015 году команда Ранфа успешно определила соответствующий рецепторный белок: липоолигосахарид-специфическое пониженное выявление, или сокращенно LORE. Все эксперименты показали, что этот белок LORE активирует иммунную систему растительной клетки, когда он обнаруживает молекулы LPS из клеточной стенки определенных бактерий.
Возврат ведет к правильному пути
«Неожиданность возникла, когда мы захотели более внимательно изучить этот рецепторный белок», – вспоминает Ранф. «Нашей целью было выяснить, как LORE различает разные молекулы ЛПС. Для этого нам понадобился ЛПС высокой чистоты. "
Исследователи обнаружили, что только образцы ЛПС с определенными короткими составляющими жирных кислот запускают защиту растений.
Удивительно, но они обнаружили во всех этих образцах активного ЛПС также чрезвычайно сильные прилипшие молекулы свободных жирных кислот. Только после месяцев экспериментов команда смогла отделить эти свободные жирные кислоты от LPS.
«Когда нам наконец удалось получить высокоочищенный ЛПС, стало очевидно, что растительная клетка вообще не реагирует на них!
Таким образом, было ясно, что иммунный ответ запускается не ЛПС, а этими короткими жирными кислотами », – сказал Ранф.
Нацелены на строительные блоки бактерий
3-гидрокси-жирные кислоты – очень простые химические строительные блоки по сравнению с гораздо более крупными LPS. Они незаменимы для бактерий и производятся в больших количествах для включения в различные клеточные компоненты.
«Стратегия растительных клеток по идентификации бактерий с помощью этих основных строительных блоков чрезвычайно сложна; бактерии нуждаются в этих 3-гидроксижирных кислотах и поэтому не могут обойти иммунный ответ», – резюмирует Ранф.
Фитнес-программа для растений
В будущем эти результаты могут помочь в селекции или генной инженерии растений с улучшенным иммунным ответом.
Также возможно, что растения, обработанные 3-гидроксижирными кислотами, будут иметь повышенную устойчивость к патогенам.