Одним биопестицидом станет больше
Широко распространенный растительный метаболит демонстрирует потенциал для борьбы с бактериальными заболеваниями сельскохозяйственных культур.
🔹
Бактериальные патогены, такие как те, что вызывают бактериальный ожог риса, бактериальное увядание томатов и бактериальный рак киви, представляют значительную угрозу для мирового сельского хозяйства. Однако эффективных пестицидов для борьбы с этими заболеваниями мало, а бактерициды на основе меди и антибиотики обладают ограниченной эффективностью и представляют экологические риски.
Китайские ученые недавно совершили прорыв в этой области, показав, что распространенный защитный метаболит растений может помочь в борьбе с бактериальными заболеваниями сельскохозяйственных культур, пишет Чжан Наньнань в релизе Китайской академии наук.
Метаболит эрукамид подавляет вирулентность патогенных бактерий, целенаправленно воздействуя на инъектисомную сборку секреции типа III (T3SS) — игольчатую молекулярную «машину», используемую грамотрицательными бактериями для инъекции эффекторных белков непосредственно в клетки-хозяева.
Исследование проводилось под руководством группы профессора Чжоу Цзяньминя из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук в сотрудничестве с группой профессора Лэй Сяогуана из Пекинского университета. Исследование опубликовано в журнале Science.
Исследователи определили, что эрукамид, древний и широкоспектральный защитный метаболит растений, подавляет активность T3SS у различных бактериальных патогенов. Генетический анализ показал, что растения с повышенным уровнем эрукамида проявляют повышенную устойчивость к бактериальным патогенам, тогда как растения с пониженным уровнем демонстрируют пониженную устойчивость. Эти результаты указывают на то, что эрукамид играет решающую роль в иммунитете растений против бактерий.
Благодаря сочетанию передовых методов, включая электронную микроскопию, биохимические анализы, прогнозирование структуры белка, молекулярную стыковку и моделирование молекулярной динамики, исследователи продемонстрировали, что эрукамид связывается с HrcC, консервативным компонентом T3SS. Это взаимодействие нарушает сборку инъектисомы T3SS, структуры, используемой бактериями для инъекции токсинов в клетки-хозяева.
Примечательно, что связывающий карман для эрукамида в HrcC в высокой степени консервативен среди различных видов бактерий, что позволяет предположить, что этот механизм может иметь широкий спектр применения.
Кроме того, исследователи показали, что экзогенное внесение эрукамида может защитить сельскохозяйственные культуры от бактериальных заболеваний, что подчеркивает его потенциал как биопестицида для устойчивого сельского хозяйства.
Это исследование дает важную информацию об иммунитете растений и прокладывает путь к разработке новых, экологически безопасных антибактериальных средств, а также стратегий молекулярной селекции для получения культур, устойчивых к бактериальным болезням.
Источник: Chinese Academy of Sciences. Автор: Чжан Наньнань.
На графике — модель нарушения сборки инъекций T3SS, вызванной эрукамидом, у бактериального патогена. Источник: IGDB.
