#SēnīšuManipulācija #AuguSēņuMijiedarbība #SimbiotiskāsSēnes #PatogēnāsSēnes #ProteīnuStruktūras #AMFungi #EfektorsProteīni #AuguVeselība #Lauksaimniecība #AlfaFold2 #AuguMikrobuMijiedarbība #GatsbyCharitableFoundation #SL
Kembridžas universitātes Sainsbury Laboratory (SLCU) zinātnieki ir veikuši revolucionāru atklājumu, atklājot, ka simbiotiskās un patogēnās sēnes, lai gan tās ir tālu radniecīgas, izmanto līdzīgu proteīnu grupu, lai manipulētu ar augiem un apdzīvotu tos. Šis pētījums, kurā salīdzināja šo sēņu izdalītās olbaltumvielas, izmantojot progresīvu AI tehnoloģiju, atklāj mehānismus, kas ir pamatā augu un sēņu mijiedarbībai. Rezultātiem ir būtiska ietekme uz lauksaimniecību un dabiskajām ekosistēmām, jo šo molekulāro instrumentu izpratne varētu uzlabot potenciāli labvēlīgas augu un sēņu attiecības, vienlaikus radot arī paaugstinātas jutības risku pret patogēniem.
Sebastian Schornack un viņa pētnieku komanda SLCU ir veltīta jaunu arbuskulārās mikorizas (AM) efektoru identificēšanai un raksturošanai, kas ir simbiotisko sēņu izdalītie proteīni, lai atvieglotu to kolonizāciju augu saknēs. Cenšoties atšķetināt patogēno un simbiotisko sēņu izmantotās stratēģijas, komanda izmantoja AlphaFold2 AI datorprogrammu, kas ir spēcīgs proteīnu struktūru prognozēšanas līdzeklis. Tas ļāva viņiem salīdzināt simbiotisko un patogēno sēņu izdalītos proteīnus, galu galā atklājot strukturāli līdzīgu proteīnu grupu, kas kodēta abu veidu sēņu genomos.
Pētījuma atklājumiem ir tālejoša ietekme uz augu veselību un lauksaimniecību. Simbiotiskajām sēnēm, piemēram, AM sēnēm, ir izšķiroša nozīme barības vielu uzņemšanā, augu augšanas veicināšanā un aizsardzībā pret patogēniem. No otras puses, patogēnās sēnes, piemēram, Fusarium oxysporum, ir destruktīvi patogēni, kas apdraud svarīgas kultūras, piemēram, banānus un eļļas palmas. Kopīgo proteīnu, kas pazīstami kā Fusarium oxysporum lycopersici divdomēnu proteīni (FOLD) identificēšana liecina, ka šie proteīni veicina gan simbiotisko, gan patogēno sēņu spēju veiksmīgi apdzīvot augus.
Dr Schornack uzsver, ka, lai gan AM attiecību uzlabošana kultūraugos var veicināt augu augšanu, tā var arī palielināt to neaizsargātību pret patogēniem. Šis atklājums rada jautājumus par šo proteīnu klātbūtni un darbību simbiotiskajās sēnēs un iespējamo ietekmi uz augu un mikrobu mijiedarbību.
Izpratne par efektoru daudzveidību un līdzību, ko izmanto gan simbionti, gan patogēni, ir ļoti svarīga, lai atklātu augu un mikrobu mijiedarbības sarežģītības. Lai gan efektorolbaltumvielas augu un patogēnu attiecībās ir salīdzinoši labi pētītas, mūsu zināšanas par augu un simbiontu mijiedarbību, piemēram, par tām, kas saistītas ar AM sēnēm, ir ierobežotas. Dažādo augu un simbiontu attiecībās iesaistīto efektoru atklāšana ir galvenais Schornack komandas pašreizējā pētījuma mērķis.
Šis revolucionārais pētījums bija iespējams, izmantojot Getsbija labdarības fonda, Karaliskās biedrības un Eiropas Pētniecības padomes finansējumu.