В сказке «Златовласка и три медведя» девочка Златовласка идет к медвежьему домику, где находит три миски с кашей, но только одна имеет «нужную» температуру, и точно так же в биологии вы можете найти «правильные» условия, называемые принципом Златовласки. Именно это и сделала международная исследовательская группа, продемонстрировав, что для того, чтобы получить «нужное» количество сигналов для симбиоза в корнях бобовых, должен присутствовать специфический фермент, называемый хитиназой (CHIT5).
Попытка переноса на другие виды растений
Более конкретно, в своих новых исследованиях исследователи обнаружили, что хитиназа CHIT5, присутствующая в корнях бобовых, необходима для гидролиза фактора Nod и функционального симбиоза. Их работа раскрывает новую и решающую роль растения-хозяина в модулировании уровней специфических морфогенов ризобиального фактора Nod во время инфекции коры для обеспечения функционального симбиоза..
Морфогены являются ключевыми сигналами организованного развития многоклеточных организмов. Критическая роль самопродуцируемых морфогенов, таких как ретиноевая кислота или трансформационный фактор роста-бета, во время развития эмбриона была давно продемонстрирована. Также было показано, что молекулы микробной природы вызывают морфогенетический ответ у симбиотических эукариотических хозяев, и в последнее время они привлекли повышенное внимание после повышенного внимания к исследованиям микробиома. Азотфиксирующие корневые клубеньки представляют собой боковые органы, индуцируемые микробным морфогеном. В своих новых исследованиях ученые впервые обнаружили, что переключение в развитии бобовых растений обеспечивается контролируемой хозяином модуляцией микробного морфогена, Nod-фактора.
Углубление нашего понимания сигналов Nod фактора
Факторы Nod были известны в течение десятилетий как сигнальные молекулы, продуцируемые ризобиями для запуска и включения симбиоза, связывающего диазот. В дополнение к их сигнальной способности факторы Nod считались морфогенами на основании их влияния на программы развития хозяина; узелкового органогенеза и формирования инфекционной нити. Исследователи обнаружили, что модель бобовых Lotus japonicus модулирует уровни морфогена фактора Nod через CHIT5, чтобы контролировать колонизацию зачатков клубеньков.
Мутанты chit5 демонстрируют несбалансированную симбиотическую передачу сигналов, напоминающую то, что наблюдается при задержке развития на ранней стадии зачатков. Мы считаем, что наша работа обеспечивает основу для нового уровня исследования симбиоза, позволяя глубже понять передачу сигналов фактора Nod во время кортикальной инфекции с прямыми последствиями для переключения на азотфиксирующий статус. Эти знания становятся особенно важными в контексте текущих амбициозных инженерных проектов исследовательской группы, направленных на передачу способности фиксации азота небобовым растениям, что потенциально может иметь большое сельскохозяйственное значение..