В битве между растениями и патогенами молекулы, называемые малыми РНК, являются желанным оружием, используемым как захватчиками, так и защитниками.
В статье, опубликованной в четверг (17 мая) в журнале Science, исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде сообщают о том, как растения упаковывают и доставляют малые РНК, или мРНК, которые они используют для борьбы с растительными патогенами. Исследование было сосредоточено на Botrytis cinerea, грибке, вызывающем серую гниль почти во всех фруктах, овощах и многих цветах.
Хэйлин Джин, профессор микробиологии и патологии растений в Колледже естественных и сельскохозяйственных наук UCR, изучает роль sRNAs в иммунитете и болезнях растений. Ее цель - разработать эффективные и экологически безопасные стратегии борьбы с болезнями растений и обеспечения безопасности производства продуктов питания.
Во время явления, называемого межцарственной РНК-интерференцией, некоторые патогены и растения обмениваются мРНК во время взаимодействия друг с другом. Малые РНК - это молекулы, которые регулируют биологические процессы, препятствуя экспрессии генов. В то время как патогены доставляют мРНК в клетки растений для подавления иммунитета хозяина, растения передают свои мРНК патогенам, подавляя их способность вызывать инфекцию. До сих пор оставалось неизвестным, как малые РНК перемещаются через клеточные границы между хозяевами и патогенами.
Команда Джина обнаружила, что во время заражения Botrytis cinerea растительные клетки упаковывают мРНК внутри пузырькообразных мешочков, называемых экзосомами, которые выходят из растительных клеток и накапливаются вблизи места заражения. Эти «сражающиеся пузыри» эффективно поглощаются грибковыми клетками. Перенесенные мРНК хозяина ингибируют экспрессию грибковых генов, необходимых для возникновения заболевания. Исследование проводилось с использованием Arabidopsis thaliana, небольшого цветкового растения, широко используемого в качестве модельного вида, поскольку его легко выращивать и изучать.
«Открытие роли экзосом в межцарственной РНК-интерференции поможет нам разработать эффективные методы доставки к патогенам растений с помощью искусственных мРНК с целью борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур», - сказал Джин, который является держателем Cy Mouradick Endowed Chair UCR и член университетского Института интегративной биологии генома.
Джин сказала, что ее группа также изучает патогенные мишени защитных мРНК, перенесенных из растения, чтобы помочь идентифицировать новые гены, участвующие в вирулентности патогенов.