Лекарства для борьбы с раком, применяемые на людях, также могут помочь растениям бороться с болезнями. Это открытие, сделанное двумя фитопатологами из Университета штата Вашингтон, может помочь ученым разработать новые пути борьбы растений с инфекцией, как показано в статье в журнале Frontiers in Plant Science.
Ли Хадвигер и Киваму Танака из Отделения патологии растений WSU использовали противораковые препараты, которые изменяют ДНК раковых клеток, чтобы замедлить или остановить их рост при использовании в больших количествах на людях. Но когда препараты используются в растениях в небольших количествах, они воздействуют на клеточную ДНК, активируя гены, используемые для защиты от патогенов.
Исследователи применили широкий спектр ДНК-специфических препаратов, в том числе актиномицин D, также известный как дактиномицин, к ткани гороха. Как правило, эти приложения давали два разных результата с разными механизмами действия.
Во-первых, растения начали вырабатывать более высокие уровни антимикробного вещества, называемого пизатином, известного маркера, который показывает, что защитная система растения включается.
Затем ученые подвергли обработанные растения грибковым инфекциям. Открытые растения остановили инфекцию в течение нескольких часов.
Хадвигер и Танака не планируют использовать противораковые препараты на сельскохозяйственных культурах, но это открытие помогает глубже понять, как химические вещества взаимодействуют с ДНК растений.
«Мы использовали эти препараты как инструмент, чтобы понять, как растения защищаются от патогенов», - сказал Хадвигер. «Теперь мы понимаем, как можно активировать эти защитные гены, и используем эти знания для развития устойчивости к грибковым инфекциям и другим патогенам."
Необычное происхождение
Это исследование началось не с целью увидеть, что происходит, когда вы применяете противораковые препараты к растениям.
«Нам нужен был инструмент, чтобы остановить процесс роста растений, и мы знали, что актиномицин D делает это», - сказал Хадвигер. «Мы думали, что сделали что-то не так, потому что это вообще не сработало».
Затем они использовали препарат в гораздо меньших концентрациях на растениях гороха, чем то, что используется для борьбы с раком.
«Наконец-то мы выяснили, что происходит с различными реакциями, основанными на высоких и низких концентрациях», - сказал Хадвигер.
Похожая ДНК
Гены растений и животных активируются сходным образом, поэтому ученые предположили, что препарат будет действовать на растения так же, как и на людей. Но ДНК не распознает лекарство как противораковое, это просто что-то новое, изменяющее его структуру.
Растения узнают химический состав любого соединения, с которым они взаимодействуют. Вот почему одни и те же соединения действуют и на растения, и на животных.
«Клетки распознают только химию, направленную на них», - сказал Хадвигер. «Мы не ожидали, что противораковые препараты помогут растениям бороться с патогенами. Но как только мы поняли взаимодействие, все обрело смысл».
Танака сказал, что, хотя никто не ожидает применения химиотерапевтических препаратов на сельскохозяйственных культурах, это открытие окажет влияние.
«В фундаментальных исследованиях, когда вы действительно понимаете работу или механизмы чего-либо, вы сможете применить это в реальных условиях», - сказал Танака. «Мы считаем, что это будет иметь важные последствия для производителей, которые помогут лучше бороться с патогенами в ближайшем будущем».