#Gombamanipuláció #Növénygombák kölcsönhatása #SzimbiotikusGomák #PatogénGomba #ProteinStruktúrák #AMFungi #Effektorfehérjék #Növényegészségügy #Mezőgazdaság #AlphaFold2 #NövényMikrobekölcsönhatások #GatsbyCharitableFoundation #SL
A Cambridge-i Egyetem Sainsbury Laboratory (SLCU) tudósai úttörő felfedezést tettek, amely felfedte, hogy a szimbiotikus és patogén gombák annak ellenére, hogy távoli rokonságban állnak egymással, hasonló fehérjecsoportot alkalmaznak a növények manipulálására és betelepítésére. Ez a kutatás, amely ezekből a gombákból szekretált fehérjéket hasonlított össze fejlett mesterséges intelligencia technológiával, rávilágít a növény-gomba kölcsönhatások mögött meghúzódó mechanizmusokra. Az eredmények jelentős hatással vannak a mezőgazdaságra és a természetes ökoszisztémákra, mivel ezeknek a molekuláris eszközöknek a megértése javíthatja a potenciálisan előnyös növény-gomba kapcsolatokat, miközben a kórokozókkal szembeni fokozott fogékonyság kockázatát is hordozza magában.
Sebastian Schornack és kutatócsoportja az SLCU-n az új arbuszkuláris mikorrhiza (AM) effektorok azonosítása és jellemzése iránti elkötelezettség, amelyek szimbiotikus gombák által kiválasztott fehérjék, amelyek elősegítik a növényi gyökerek megtelepedését. A patogén és szimbiotikus gombák által alkalmazott stratégiák feltárására irányuló törekvésük során a csapat az AlphaFold2 AI számítógépes programot használta, amely egy hatékony eszköz a fehérjeszerkezetek előrejelzésére. Ez lehetővé tette számukra, hogy összehasonlítsák a szimbiotikus és patogén gombák szekretált fehérjéit, ami végül egy szerkezetileg hasonló fehérjecsoport felfedezéséhez vezetett, amelyet mindkét gombatípus genomjában kódolnak.
A tanulmány eredményeinek messzemenő következményei vannak a növényegészségügyre és a mezőgazdaságra nézve. A szimbiotikus gombák, mint például az AM gombák, döntő szerepet játszanak a tápanyagfelvételben, a növények növekedésének elősegítésében és a kórokozók elleni védekezésben. Másrészt a patogén gombák, mint például a Fusarium oxysporum, pusztító kórokozók, amelyek veszélyeztetik a fontos növényeket, például a banánt és az olajpálmát. A Fusarium oxysporum lycopersici dual-domain proteins (FOLD) néven ismert megosztott fehérjék azonosítása arra utal, hogy ezek a fehérjék hozzájárulnak mind a szimbiotikus, mind a patogén gombák azon képességéhez, hogy sikeresen betelepítsék a növényeket.
Dr. Schornack hangsúlyozza, hogy bár az AM-kapcsolatok fokozása a növényekben előnyös lehet a növények növekedéséhez, ugyanakkor növelheti a kórokozókkal szembeni sebezhetőségüket is. Ez a felfedezés kérdéseket vet fel e fehérjék szimbiotikus gombákban való jelenlétével és működésével kapcsolatban, valamint a növény-mikroba kölcsönhatások lehetséges következményeivel kapcsolatban.
A szimbionták és a kórokozók által használt effektorok sokféleségének és hasonlóságának megértése kulcsfontosságú a növény-mikroba kölcsönhatások bonyolultságának feltárásához. Bár az effektor fehérjéket a növény-patogén kapcsolatokban viszonylag jól tanulmányozták, a növény-szimbionta kölcsönhatásokról, például az AM gombákról szóló ismereteink korlátozottak. A növény-szimbionta kapcsolatban szerepet játszó különféle effektorok feltárása a Schornack-csapat folyamatban lévő kutatásának kulcsfontosságú eleme.
Ezt az úttörő kutatást a Gatsby Charitable Foundation, a Royal Society és az Európai Kutatási Tanács finanszírozása tette lehetővé.