Выводы группы ученых, в том числе двух из Калифорнийского университета в Риверсайде, могут дать важные знания для борьбы со смертельными вирусами, переносимыми членистоногими, такими как комары и тли.
Ученые раскрыли молекулярные механизмы, которые вирус огуречной мозаики использует, чтобы манипулировать растениями, заставляя их выделять запахи, привлекающие тлю, передающую вирус. Работа была опубликована 6 января в журнале Cell Research..
Вирус огуречной мозаики, который встречается во всем мире, быстро распространяется и наносит необратимый ущерб растениям, в том числе многим из них, используемым в ландшафтном дизайне, и овощным культурам, таким как помидоры, перец, салат и огурцы. Исследование может привести к увеличению количества овощей, устойчивых к болезням, и повышению урожайности для фермеров.
Шоу-Вей Дин, профессор патологии растений и микробиологии Калифорнийского университета в Риверсайде, более 20 лет изучает РНК-вирусы, такие как вирус огуречной мозаики. Большая часть этой работы была сосредоточена на понимании взаимодействия вирус-хозяин.
Многие серьезные заболевания растений и людей вызываются патогенами, такими как вирус огуречной мозаики и вирус Зика, которые передаются переносчиками болезней членистоногими. Появление и успех этих патогенов определяются их молекулярными взаимодействиями как с хозяином, так и с членистоногими.
Первичная защита растений от вируса мозаики огурца и других вирусов направлена на РНК-интерференцию (РНКи). В качестве общей стратегии контрзащиты Дин ранее обнаружил, что белок (известный как белок 2b) в вирусе мозаики огурца блокирует запуск растениями противовирусной РНК-интерференции.
Нынешняя работа по исследованию клеток основана на предыдущей работе Дина и других исследованиях, которые показали, что некоторые патогены могут манипулировать растениями и животными, заставляя их выделять запахи, привлекательные для комаров и тлей, передающих патоген.
Хотя эта более широкая концепция понятна, молекулярный механизм, лежащий в основе этой манипуляции с хозяином, неизвестен. В частности, специфические эффекторы, используемые патогенами, и пути внутри хозяев, на которые они нацелены, были неизвестны.
Исследование, изложенное в статье Cell Research, дает ответы на эти вопросы.
Ученые обнаружили, что вирус мозаики огурца, переносимый тлей, использует свой белок 2b для подавления специфического гормонального пути в растении, что делает переносчиков тли более привлекательными для зараженного растения. Гормон известен как жасмоновая кислота и активно изучается Даоксином Се, профессором Университета Цинхуа в Китае.
Выводы представляют собой первый случай, когда вирусный эффекторный белок был замечен как привлекающий насекомых-переносчиков для питания растениями через запах. Полученные данные также представляют собой первый случай, когда растительный гормон был обнаружен в качестве основного фактора хозяина, опосредующего привлечение насекомых-переносчиков к зараженным растениям.
Эти результаты обеспечивают новую стратегию борьбы с вирусными заболеваниями путем воздействия либо на вирусный эффекторный белок, либо на гормон хозяина, необходимый для привлечения переносчиков болезни к инфицированному хозяину для передачи вируса.
Документ называется «Вирусный эффекторный белок манипулирует передачей сигналов гормона-хозяина для привлечения насекомых-переносчиков».