#FungalManipulation #PlantFungiInteraction #SymbioticFungi #PathogenicFungi #ProteinStructures #AMFungi #EffectorProteins #PlantHealth #Agriculture #AlphaFold2 #PlantMicrobeInteractions #GatsbyCharitableFoundation #SLCU
Навукоўцы з Лабараторыі Сэйнсберы Кембрыджскага ўніверсітэта (SLCU) зрабілі наватарскае адкрыццё, паказаўшы, што сімбіятычныя і патагенныя грыбы, нягледзячы на далёкія сваякі, выкарыстоўваюць падобную групу бялкоў для маніпулявання і засялення раслін. Гэта даследаванне, якое параўноўвала сакрэтаваныя вавёркі з гэтых грыбоў з выкарыстаннем перадавой тэхналогіі штучнага інтэлекту, пралівае святло на механізмы, якія ляжаць у аснове ўзаемадзеяння раслін і грыбоў. Высновы маюць значныя наступствы для сельскай гаспадаркі і прыродных экасістэм, паколькі разуменне гэтых малекулярных інструментаў можа палепшыць патэнцыйна карысныя ўзаемаадносіны паміж раслінамі і грыбамі, адначасова ствараючы рызыку падвышанай успрымальнасці да патагенаў.
Себасцьян Шорнак і яго даследчая група ў SLCU займаюцца выяўленнем і характарыстыкай новых эфектараў арбускулярнай мікарызы (АМ), якія ўяўляюць сабой вавёркі, якія вылучаюцца сімбіятычнымі грыбамі для палягчэння іх каланізацыі каранёў раслін. У сваім імкненні разгадаць стратэгіі, якія выкарыстоўваюцца патагеннымі і сімбіятычнымі грыбамі, каманда выкарыстала кампутарную праграму AlphaFold2 AI, магутны інструмент для прагназавання бялковых структур. Гэта дазволіла ім параўнаць сакрэтаваныя вавёркі сімбіятычных і патагенных грыбоў, што ў канчатковым выніку прывяло да адкрыцця структурна падобнай групы бялкоў, закадаваных у геномах абодвух тыпаў грыбоў.
Вынікі даследавання маюць далёка ідучыя наступствы для здароўя раслін і сельскай гаспадаркі. Сімбіятычныя грыбы, такія як грыбы AM, гуляюць вырашальную ролю ў паглынанні пажыўных рэчываў, стымуляванні росту раслін і абароне ад патагенаў. З іншага боку, патагенныя грыбы, такія як Fusarium oxysporum, з'яўляюцца разбуральнымі патагенамі, якія пагражаюць такім важным сельскагаспадарчым культурам, як бананы і алейныя пальмы. Ідэнтыфікацыя агульных бялкоў, вядомых як двухдаменныя бялкі Fusarium oxysporum lycopersici (FOLD), сведчыць аб тым, што гэтыя бялкі спрыяюць здольнасці як сімбіятычных, так і патагенных грыбоў паспяхова засяляць расліны.
Доктар Шорнак падкрэслівае, што ў той час як паляпшэнне ўзаемасувязі АМ у сельскагаспадарчых культурах можа прынесці карысць росту раслін, гэта можа таксама павялічыць іх уразлівасць да патагенных мікраарганізмаў. Гэта адкрыццё выклікае пытанні аб наяўнасці і функцыі гэтых бялкоў у сімбіётычных грыбах і патэнцыйных наступствах для ўзаемадзеяння раслін і мікробаў.
Разуменне разнастайнасці і падабенства эфектараў, якія выкарыстоўваюцца як сімбіёнтамі, так і патагенамі, мае вырашальнае значэнне для разгадкі тонкасцей узаемадзеянняў раслін і мікробаў. Хоць эффекторные вавёркі ва ўзаемаадносінах раслін-патагенаў адносна добра вывучаны, нашы веды аб узаемадзеяннях раслін-сімбіёнтаў, напрыклад, з удзелам грыбоў AM, абмежаваныя. Выяўленне розных эфектараў, якія ўдзельнічаюць у адносінах расліна-сімбіёнт, з'яўляецца ключавым напрамкам даследаванняў, якія працягваюцца камандай Шорнака.
Гэта наватарскае даследаванне стала магчымым дзякуючы фінансаванню дабрачыннага фонду Гэтсбі, Каралеўскага таварыства і Еўрапейскага даследчага савета.