Исследователи из Иллинойсского университета и Института Бойс Томпсона идентифицировали белок Mai1, который отвечает за устойчивость растений к бактериальным заболеваниям.

Когда растение ощущает проникновение патогенного организма, оно активирует молекулярный сигнальный каскад для запуска работы системы защитных механизмов. Один из таких механизмов включает в себя процесс, когда растение приносит некоторое количество собственных клеток в жертву патогенам. Данный процесс строго контролируется. Работа растительных белков активируется исключительно для гарантии того, что клетки будут отданы на растерзание патогенных организмов только в случае атаки. Во время запуска данного процесса погибает очень незначительное количество клеток растения.

Помидоры используют данный метод, когда они заражены бактериальной пятнистостью — заболеванием, вызываемым видом фитопатогенных палочковых бактерий Pseudomonas syringae. Ученым уже известен принцип, с помощью которого томаты распознают данный патоген. Также исследователи изучили множество растительных белков, которые участвуют в процессе запуска молекулярного сигнального каскада, но до недавнего времени они не знали, что связывало эти два процесса.

В статье, опубликованной в книге «Молекулярные взаимодействия растений и микробов», научные сотрудники представили белок Mai1, который является недостающим звеном в процессах активации защитной реакции растений. Во время исследования ученые отключили экспрессию Mai1, в результате чего растения больше не могли защищать себя от патогенов посредством реакции гибели клеток и стали более восприимчивыми к бактериальным инфекциям.

«Идентификация белка Mai1 как центрального регулятора иммунитета у томатов расширила наше понимание механизмов передачи сигналов растений. Данное открытие имеет значение для потенциального генетического улучшения урожайности, которое еще предстоит изучить», — отметила доцент кафедры Науки о растениях в Университете Иллинойса Сара Рефи Хинд.

Ученые также обнаружили, что Mai1 напрямую взаимодействует с белком в первой части сигнального каскада и активирует его, что позволяет предположить, что Mai1 играет ключевую роль в активации каскада.

«Наше исследование демонстрирует то, что Mai1 играет центральную роль в иммунных процессах растения. И, вероятно, его невозможно заменить другими белками, — заявил доктор наук из Института исследований растений Бойса Томпсона Робин Робертс.

Во время научной работы обнаружилось, что отключение Mai1 задерживает рост растений. Сельскохозяйственные культуры становятся ослабленными, ломкими, повышается чувствительность к стресс-факторам, включая применение пестицидов. Исследование продемонстрировало важность Mai1. Ученые предполагают, что данный белок также может быть использован для повышения иммунных процессов в растениях, а также их роста и развития.