#Grybelinė manipuliacija #AugalųGrybelinėSąveika #SimbiotinisGrybelis #PatogeninisGrybelis #BaltymųStruktūros #AMGrybelis #EfektoriusBaltymai #AugalųSveikata #Žemės ūkis #AlphaFold2 #AugalųMikrobųSąveika #GatsbyCharitableFoundation #SL
Kembridžo universiteto Sainsbury Laboratory (SLCU) mokslininkai padarė novatorišką atradimą, atskleidusį, kad simbiotiniai ir patogeniški grybai, nors ir yra toli giminingi, naudoja panašią baltymų grupę, kad galėtų manipuliuoti ir apgyvendinti augalus. Šis tyrimas, kurio metu buvo lyginami šių grybų išskiriami baltymai naudojant pažangią AI technologiją, atskleidžia augalų ir grybų sąveikos mechanizmus. Išvados turi reikšmingos įtakos žemės ūkiui ir natūralioms ekosistemoms, nes šių molekulinių priemonių supratimas gali sustiprinti potencialiai naudingus augalų ir grybų santykius, kartu sukeldama padidėjusio jautrumo patogenams riziką.
Sebastianas Schornackas ir jo tyrimų grupė SLCU yra pasiryžę nustatyti ir apibūdinti naujus arbuskulinės mikorizės (AM) efektorius, kurie yra simbiotinių grybų išskiriami baltymai, palengvinantys jų kolonizaciją augalų šaknyse. Siekdama išsiaiškinti patogeninių ir simbiotinių grybų taikomas strategijas, komanda panaudojo AlphaFold2 AI kompiuterinę programą – galingą įrankį baltymų struktūroms nuspėti. Tai leido jiems palyginti simbiotinių ir patogeninių grybų išskiriamus baltymus, o tai galiausiai leido atrasti struktūriškai panašią baltymų grupę, užkoduotą abiejų rūšių grybų genomuose.
Tyrimo išvados turi didelių pasekmių augalų sveikatai ir žemės ūkiui. Simbiotiniai grybai, tokie kaip AM grybai, atlieka lemiamą vaidmenį įsisavinant maistines medžiagas, skatinant augalų augimą ir apsaugant nuo patogenų. Kita vertus, patogeniniai grybai, tokie kaip Fusarium oxysporum, yra destruktyvūs patogenai, keliantys grėsmę svarbioms kultūroms, tokioms kaip bananai ir aliejinės palmės. Bendrų baltymų, žinomų kaip Fusarium oxysporum lycopersici dviejų domenų baltymai (FOLD), identifikavimas rodo, kad šie baltymai prisideda prie simbiotinių ir patogeninių grybų gebėjimo sėkmingai gyventi augaluose.
Dr. Schornack pabrėžia, kad, nors stiprinant AM santykius pasėliuose, tai gali būti naudinga augalų augimui, tai taip pat gali padidinti jų pažeidžiamumą patogenams. Šis atradimas kelia klausimų apie šių baltymų buvimą ir funkciją simbiotiniuose grybuose bei galimą poveikį augalų ir mikrobų sąveikai.
Norint išsiaiškinti augalų ir mikrobų sąveikos sudėtingumą, labai svarbu suprasti simbiontų ir patogenų naudojamų efektorių įvairovę ir panašumą. Nors efektoriniai baltymai augalų ir patogenų santykiuose yra gana gerai ištirti, mūsų žinios apie augalų ir simbiontų sąveikas, pvz., susijusias su AM grybais, yra ribotos. Pagrindinis Schornack komandos vykdomų tyrimų tikslas yra atskleisti įvairius augalo ir simbionto santykiuose dalyvaujančius veiksnius.
Šis novatoriškas tyrimas buvo įmanomas finansuojant Gatsby labdaros fondą, Karališkąją draugiją ir Europos mokslinių tyrimų tarybą.