#FungalManipulation #PlantFungiInteraction #SymbioticFungi #PathogenicFungi #ProteinStructures #AMFungi #EffectorProteins #PlantHealth #Agricultural #AlphaFold2 #PlantMicrobeInteractions #GatsbyCharitableFoundation #SLCU
Ученые из лаборатории Сейнсбери Кембриджского университета (SLCU) сделали революционное открытие, показав, что симбиотические и патогенные грибы, несмотря на отдаленное родство, используют схожую группу белков для манипулирования растениями и их заселения. Это исследование, в котором сравнивались секретируемые белки этих грибов с использованием передовой технологии искусственного интеллекта, проливает свет на механизмы, лежащие в основе взаимодействия растений и грибов. Полученные результаты имеют важное значение для сельского хозяйства и природных экосистем, поскольку понимание этих молекулярных инструментов может улучшить потенциально полезные взаимоотношения между растениями и грибами, а также создать риски повышенной восприимчивости к патогенам.
Себастьян Шорнак и его исследовательская группа из SLCU занимаются идентификацией и характеристикой новых эффекторов арбускулярной микоризы (АМ), которые представляют собой белки, секретируемые симбиотическими грибами для облегчения их колонизации корней растений. В своем стремлении разгадать стратегии, используемые патогенными и симбиотическими грибами, команда использовала компьютерную программу AlphaFold2 AI, мощный инструмент для прогнозирования белковых структур. Это позволило им сравнить секретируемые белки симбиотических и патогенных грибов, что в конечном итоге привело к открытию структурно сходной группы белков, закодированных в геномах обоих типов грибов.
Результаты исследования имеют далеко идущие последствия для здоровья растений и сельского хозяйства. Симбиотические грибы, такие как AM-грибы, играют решающую роль в поглощении питательных веществ, стимулировании роста растений и защите от патогенов. С другой стороны, патогенные грибы, такие как Fusarium oxysporum, являются разрушительными патогенами, которые угрожают таким важным культурам, как бананы и масличные пальмы. Идентификация общих белков, известных как двухдоменные белки Fusarium oxysporum lycopersici (FOLD), предполагает, что эти белки способствуют способности как симбиотических, так и патогенных грибов успешно заселять растения.
Доктор Шорнак подчеркивает, что, хотя улучшение взаимосвязей AM в сельскохозяйственных культурах может принести пользу росту растений, оно также может повысить их уязвимость к патогенам. Это открытие поднимает вопросы о присутствии и функции этих белков в симбиотических грибах, а также о потенциальных последствиях для взаимодействия растений и микробов.
Понимание разнообразия и сходства эффекторов, используемых как симбионтами, так и патогенами, имеет решающее значение для разгадки хитросплетений растительно-микробных взаимодействий. Хотя эффекторные белки во взаимоотношениях растение-патоген относительно хорошо изучены, наши знания о взаимодействиях растение-симбионт, например, с участием AM-грибов, ограничены. Выявление различных эффекторов, участвующих во взаимоотношениях растений и симбионтов, является ключевым направлением текущих исследований команды Шорнака.
Это новаторское исследование стало возможным благодаря финансированию Благотворительного фонда Гэтсби, Королевского общества и Европейского исследовательского совета.