Фитоплазма перепрограммирует растения

Фитоплазма — близкий к микоплазмам внутриклеточный паразит растений, который, как выяснилось, меняет облик и специфические черты своих хозяев в свою пользу. Она преображает цветки в листья, вызывает болезненное разрастание побегов, увеличивая привлекательность растения для насекомых — переносчиков фитоплазм. При этом заболевшее растение теряет способность к размножению и погибает. Фитоплазма способна заражать широкий спектр растений. Ученые доказали, что фитоплазма воздействует на гены — регуляторы развития, консервативные среди цветковых растений. Таким образом, у фитоплазмы огромный выбор растений-хозяев. В ходе экспериментов с разными линиями арабидопсиса удалось расшифровать молекулярный механизм, с помощью которого фитоплазма перепрограммирует растения для своих нужд.

Сейчас известно около полусотни различных фитоплазм и связанных с ними заболеваний. Ученые из Центра Джона Иннса (John Innes Centre, Норидж, Великобритания) и из Вагенингенского университета (Нидерланды) изучили стратегию одного из распространенных видов фитоплазм — желтухи (Aster yellows). Желтуха заражает многие травянистые растения, а переносится цикадками, питающихся соками растений. У цикадок при питании на ротовых частях остаются клетки паразита, которые они передают следующему кормовому растению. Фитоплазма не приносит вреда насекомым-переносчикам, но судьба зараженного растения ее не волнует. Цветки растения зеленеют, побеги становятся гуще, «кустистее», часто растение плохо растет и остается карликом, в результате оно не оставляет семян и гибнет.

Фитоплазма вырабатывает особый белок SAP54. У арабидопсиса он вызывает позеленение лепестков. Этот белок воздействует на регуляторы развития - транскрипционные факторы генов MADS. Фитоплазма выбрала своим объектом именно 5 транскрипционных факторов, которые отвечают за формирование цветков и их органов. Ученые выяснили, что SAP54 действует через посредника – белок убиквитин и белок RAD23. SAP54 воздействует на RAD23, который присоединяет убиквитин к выбранным транскрипционным факторам и, таким образом, «отключает» их. При этом фитоплазма обладает высокой избирательностью – она работает только с двумя из четырех изомеров RAD23. Эксперименты с мутантами по данным белковым изомерам показали, что только эти два вызывают позеленение лепестков.

Более того, опыты с цикадками Macrosteles quadrilineatus показали, что зараженное растение больше привлекает насекомых: они существенно чаще выбирают зараженные растения, питаются на них и выращивают на них потомство. Правда, пока не ясно, что именно привлекает насекомых в зараженных растениях — форма и цвет цветков и побегов не играют большой роли.

Полный текст новости читайте на портале Элементы.ру