#FungalManipulation #PlantFungiInteraction #SymbioticFungi #PathogenicFungi #ProteinStructures #AMFungi #EffectorProteins #PlantHealth #Agriculture #AlphaFold2 #PlantMicrobeInteractions #GatsbyCharitableFoundation #SLCU
Znanstveniki na Sainsbury Laboratory Cambridge University (SLCU) so prišli do prelomnega odkritja, ki je razkrilo, da simbiotske in patogene glive, čeprav so v daljnem sorodstvu, uporabljajo podobno skupino beljakovin za manipulacijo in naselitev rastlin. Ta raziskava, ki je primerjala izločene beljakovine iz teh gliv z uporabo napredne tehnologije umetne inteligence, osvetljuje mehanizme, na katerih temelji interakcija med rastlinami in glivami. Ugotovitve imajo pomembne posledice za kmetijstvo in naravne ekosisteme, saj bi razumevanje teh molekularnih orodij lahko izboljšalo potencialno koristne odnose med rastlinami in glivami, hkrati pa predstavljalo tveganje povečane dovzetnosti za patogene.
Sebastian Schornack in njegova raziskovalna skupina na SLCU sta posvečena prepoznavanju in karakterizaciji novih efektorjev arbuskularne mikorize (AM), ki so beljakovine, ki jih izločajo simbiotične glive, da olajšajo njihovo kolonizacijo rastlinskih korenin. V svojem prizadevanju, da bi razkrili strategije, ki jih uporabljajo patogene in simbiotske glive, je ekipa uporabila računalniški program AlphaFold2 AI, močno orodje za napovedovanje beljakovinskih struktur. To jim je omogočilo primerjavo izločenih proteinov simbiotičnih in patogenih gliv, kar je na koncu vodilo do odkritja strukturno podobne skupine proteinov, kodiranih v genomih obeh vrst gliv.
Ugotovitve študije imajo daljnosežne posledice za zdravje rastlin in kmetijstvo. Simbiotske glive, kot so glive AM, igrajo ključno vlogo pri vnosu hranil, spodbujanju rasti rastlin in obrambi pred patogeni. Po drugi strani pa so patogene glive, kot je Fusarium oxysporum, destruktivni patogeni, ki ogrožajo pomembne pridelke, kot so banane in oljne palme. Identifikacija skupnih proteinov, znanih kot proteini z dvojno domeno Fusarium oxysporum lycopersici (FOLD), nakazuje, da ti proteini prispevajo k sposobnosti simbiotskih in patogenih gliv, da uspešno naseljujejo rastline.
Dr. Schornack poudarja, da izboljšanje odnosov AM v pridelkih lahko koristi rasti rastlin, lahko pa tudi poveča njihovo ranljivost za patogene. To odkritje sproža vprašanja o prisotnosti in delovanju teh proteinov v simbiotskih glivah in možnih posledicah za interakcije med rastlinami in mikrobi.
Razumevanje raznolikosti in podobnosti efektorjev, ki jih uporabljajo tako simbionti kot patogeni, je ključnega pomena za razkritje zapletenosti interakcij med rastlino in mikrobom. Čeprav so efektorske beljakovine v odnosih med rastlino in patogenom razmeroma dobro raziskane, je naše znanje o interakcijah med rastlino in simbiontom, kot so tiste, ki vključujejo glive AM, omejeno. Odkrivanje različnih efektorjev, vključenih v razmerje rastlina-simbiont, je ključni poudarek tekočih raziskav ekipe Schornack.
To prelomno raziskavo je omogočilo financiranje dobrodelne fundacije Gatsby, Kraljeve družbe in Evropskega raziskovalnega sveta.