Во время скрытой атаки некоторые патогенные микробы манипулируют растительными гормонами, чтобы незаметно получить доступ к своим хозяевам. Биологи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе разоблачили одного такого нарушителя, охарактеризовав уникальный биохимический путь, который он использует для синтеза ауксина, основного гормона в развитии растений.
В статье, опубликованной в выпуске PLOS Pathogens от 12 января, исследовательская группа показала, как один из патогенов, Pseudomonas syringae, использует ауксин для подавления защитных сил своего хозяина и способствует колонизации и развитию болезни. Плохие бактерии поражают самые разные растения, вызывая пятна на листьях, и являются знакомым бедствием для фермеров, выращивающих помидоры.
Ауксин контролирует ряд реакций растений, включая рост клеток и тканей и нормальное развитие. Ученые давно признали, что микробы способны производить свою собственную версию ауксина, но роль ауксина, полученного из патогенов, в развитии болезни изучена недостаточно.
«Патоген производит важное соединение, которое растение уже производит, но слишком много хорошего в конечном итоге вредит растению», - сказала Барбара Кункель, профессор биологии в области искусств и наук. «Наши данные свидетельствуют о том, что дополнительное количество ауксина смещает или перенаправляет реакцию хозяина таким образом, что способствует росту патогена внутри ткани листа».
Исследователи из лаборатории молекулярной генетики Канкеля определили новый фермент, который штамм DC3000 P. syringae использует для синтеза ауксина. Затем они обратились к биохимику Джозефу Джезу, профессору биологии, и его научному сотруднику Сун Гу Ли, чтобы помочь охарактеризовать фермент биохимически и нанести на карту трехмерную структуру фермента. Они также модифицировали бактерии, отключив их фермент, продуцирующий ауксин, и проверили способность этих мутантных бактерий распространять болезни без их секретного оружия.
Их результаты показывают, что ауксин, продуцируемый патогеном, способствует способности патогена расширять свое присутствие в тканях растения, тем самым увеличивая тяжесть симптомов болезни на инфицированных растениях.
«У растений развился точно настроенный баланс защитных сигнальных путей, контролируемых различными гормонами», - сказал Кункель. «Интересно, что ауксин ослабляет защитную реакцию, опосредованную салициловой кислотой. По сути, он немного снижает силу этой реакции, достаточную для того, чтобы позволить патогену вырасти до более высоких уровней, чем обычно».
Новое понимание открывает двери для разработки новых стратегий контроля, которые однажды смогут остановить патоген на его пути.