Исследование, опубликованное в журнале Science, выявило использование мощного фермента NUDIX гидролазы многими патогенными грибами как оружия для заражения и разрушения культурных растений. Это открытие имеет значение в борьбе за продовольственную безопасность, так как ферменты данного типа могут быть ключевым звеном в разработке новых методов защиты таких важнейших культур, как рис и кукуруза.
Фермент внедряется в клетки растений, где он атакует критически важный сигнальный молекулярный комплекс, отвечающий за восприятие фосфата – элемента, жизненно необходимого для роста. Атака фермента приводит к ложному ощущению дефицита фосфора, в результате чего растение инициирует ответное действие, схожее с состоянием голода, что позволяет патогену обходить иммунную защиту.
Структура фермента была успешно определена с помощью рентгеновской кристаллографии, проведённой в сотрудничестве с Австралийской организацией по ядерным наукам и технологиям. Полученные данные предоставили детальное представление о механизмах его действия и заложили основу для поиска способов нейтрализации его эффекта.
Д-р Карл МакКомбе, завершивший данное исследование в рамках своей докторской диссертации в Австралийском национальном университете и ныне работающий в California Institute of Technology, сыграл ведущую роль в этом открытии. Вклад также внес заместитель профессора Саймон Уильямс, который отметил: «Эти результаты помогут создать растения с турбированной иммунной системой и найти способы отключения захвата клеточных путей ферментом».
Грибок Magnaporthe oryzae, вызывающий рисовую язву, стал ключевым объектом исследования, поскольку потери, вызванные этим заболеванием, могут негативно отразиться на продовольственной безопасности, затрагивая жизнь более чем 60 миллионов человек ежегодно. Помимо него, фермент используется и в патогенах, вызывающих тёмную пятнистость, что негативно сказывается на выращивании фруктов, овощей и семенных культур, включая манго, дыню, кукурузу и нут.
Ежегодные потери урожая от грибковых заболеваний составляют от 10 до 23 процентов, что особенно ощутимо для основных культур. Согласно данным Министерства сельского хозяйства США, рис является основным продуктом питания более чем половины населения планеты, что подчёркивает важность разработки методов увеличения устойчивости культур.
Научное сотрудничество охватило ряд ведущих учреждений, включая Австралийский национальный университет (ANU), RWTH Aachen University и Louisiana State University. Полученные результаты открывают перспективу создания новых стратегий управления болезнями, позволяя инженерам в будущем модифицировать иммунную систему растений для своевременного обнаружения фермента или блокировки его действия, что станет важным шагом в защите глобального продовольственного запаса.
Изображение носит иллюстративный характер
Фермент внедряется в клетки растений, где он атакует критически важный сигнальный молекулярный комплекс, отвечающий за восприятие фосфата – элемента, жизненно необходимого для роста. Атака фермента приводит к ложному ощущению дефицита фосфора, в результате чего растение инициирует ответное действие, схожее с состоянием голода, что позволяет патогену обходить иммунную защиту.
Структура фермента была успешно определена с помощью рентгеновской кристаллографии, проведённой в сотрудничестве с Австралийской организацией по ядерным наукам и технологиям. Полученные данные предоставили детальное представление о механизмах его действия и заложили основу для поиска способов нейтрализации его эффекта.
Д-р Карл МакКомбе, завершивший данное исследование в рамках своей докторской диссертации в Австралийском национальном университете и ныне работающий в California Institute of Technology, сыграл ведущую роль в этом открытии. Вклад также внес заместитель профессора Саймон Уильямс, который отметил: «Эти результаты помогут создать растения с турбированной иммунной системой и найти способы отключения захвата клеточных путей ферментом».
Грибок Magnaporthe oryzae, вызывающий рисовую язву, стал ключевым объектом исследования, поскольку потери, вызванные этим заболеванием, могут негативно отразиться на продовольственной безопасности, затрагивая жизнь более чем 60 миллионов человек ежегодно. Помимо него, фермент используется и в патогенах, вызывающих тёмную пятнистость, что негативно сказывается на выращивании фруктов, овощей и семенных культур, включая манго, дыню, кукурузу и нут.
Ежегодные потери урожая от грибковых заболеваний составляют от 10 до 23 процентов, что особенно ощутимо для основных культур. Согласно данным Министерства сельского хозяйства США, рис является основным продуктом питания более чем половины населения планеты, что подчёркивает важность разработки методов увеличения устойчивости культур.
Научное сотрудничество охватило ряд ведущих учреждений, включая Австралийский национальный университет (ANU), RWTH Aachen University и Louisiana State University. Полученные результаты открывают перспективу создания новых стратегий управления болезнями, позволяя инженерам в будущем модифицировать иммунную систему растений для своевременного обнаружения фермента или блокировки его действия, что станет важным шагом в защите глобального продовольственного запаса.
