В растениях пространство между клетками (апопласт) является ключевым полем битвы во время инфекции. Чтобы избежать распознавания в этом пространстве, штамм бактериальной болезни пятнистости листьев томата Pseudomonas syringae (сиреневый псевдомонас) манипулирует растениями, вырабатывая вещество под названием гликосирин. Это вещество подавляет иммунный ответ и позволяет бактериям оставаться незамеченными. Новое исследование, проведенное Оксфордским университетом, показало, что гликозирин делает это, имитируя галактозу - простой сахар, встречающийся во многих живых существах, действуя подобно волку в овечьей шкуре. Исследование опубликовано в журнале Science.
Гликозирин представляет собой новый тип «иминосахаров», многие из которых используются в качестве лекарств для людей при лечении метаболических расстройств, таких как диабет II типа и болезнь Фабри, а поскольку они стабильны и имитируют сахара, что означает, что открытие может иметь медицинское применение. Однако гликозирин имеет уникальную структуру среди этой группы, и именно это позволяет ему имитировать галактозу.
Роль вирулентности гликозирина в патогенном штамме P. syringae зависит от сокрытия продуктов определенного гена. Существует много и других штаммов, которые скрывают этот генный продукт разными способами и производят гликозирин, что указывает на то, что данная стратегия распространенная.
Исследователи обнаружили, что гликозирин также изменяет биохимию пространства между клетками в более широком смысле, и вполне вероятно, что он изменяет свойства клеточной стенки, а также межклеточную коммуникацию и связи.
Конкретно в томате бактериальный патоген растений Pseudomonas syringae ингибирует секретируемую растением гликозидазу, которая в противном случае инициировала бы у патогена высвобождение фрагментов флагеллина, распознаваемых растением для запуска иммунной защиты.
Ведущий исследователь профессор Ренье ван дер Хорн (факультет биологии Оксфордского университета) сказал: «Мы открыли структуру этой молекулы, ее биосинтез и ее регуляцию, а затем мы поняли, как она имитирует галактозу и изменяет гликобиологию многих растений, включая сельскохозяйственные культуры, многими другими способами. Мы будем исследовать это дальше в течение многих лет».
Различные штаммы P. syringae заражают различные растения-хозяева, включая миндаль, оливу, лук-порей и фасоль. У этих других растительных патогенов обнаружены похожие гены биосинтеза иминосахара, поэтому вполне вероятно, что гликосирин является общей стратегией, используемой этими бактериями для манипуляции растениями-хозяевами.
Исследование стало возможным благодаря междисциплинарному сотрудничеству в области структурной биологии, бактериальной генетики, синтетической химии и метаболомики.
Профессор ван дер Хорн добавил: «Мы использовали тот же ген LacZ, который студенты первого курса используют на практических занятиях, поскольку его продукт также чувствителен к гликозирину. Мы воспользовались ингибированием LacZ для идентификации генов биосинтеза и определения структуры. Это также было очень продуктивное междисциплинарное сотрудничество с экспертами: Гейл Престон (биология), Пэйцзюнь Чжан (структурная биология), Маркус Кайзер (синтетическая химия) и другими».
Источник: University of Oxford.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
