Фактори на вирулентност целенасочени prot; ines cl; s от l; интерактом на l; h; ти
Ан-Руксандра Карвунис 1, 2 * и Матия Дрезе 1, 2
MeSH ключови думи: Бактериални протеини, физиология, взаимодействие между гостоприемник и патоген, биологични модели, растителни клетки, микробиология, болести по растенията, имунология, растителни протеини, растения, вирулентност
Растенията играят централна роля в повечето екосистеми чрез способността им да превръщат слънчевата енергия в „биологична“ енергия. Единственият източник на газообразен кислород на земята, растенията са и основният източник на човешка храна и осигуряват изкопаеми горива и текстилни влакна. За да се отговори на настоящите и бъдещите агрономически и екологични предизвикателства, е от съществено значение да се придобият задълбочени познания за механизмите, контролиращи биохимичните и молекулярните процеси, открити специално в растенията. За тази цел ние се интересувахме особено от взаимодействията между растенията и фитопатогените на молекулярно ниво. В допълнение към очевидните агрономически и екологични перспективи, нашата работа предполага съществуването на универсални принципи, регулиращи организацията на имунната система по време на взаимодействие гостоприемник-патоген.
Двайсет години основни изследвания, използващи дамски рак (Arabidopsis thaliana) като моделен организъм, доведоха до концепция, наречена зигзаг, описваща динамичните взаимодействия между растителни клетки и растителни патогени на молекулярно ниво [1]. Откриването на „не-самостоятелни“ молекули от мембранните рецептори задейства обща първа отбранителна линия, „zig“. Въпреки това, много патогени са в състояние да инжектират в растителните клетки молекулярни ефектори, които, отслабвайки ефекта на зиг, увеличават податливостта към инфекция: "заг". В отговор вътреклетъчните рецептори изглежда са в състояние да разпознаят "модифицираното Аз" и да предизвикат втора вълна на имунна защита, втора зиг. Степента на устойчивост на растенията към патогени зависи от величината на тези две защитни линии, както и от интензивността на атаката.
Въпреки своята елегантност, зигзагообразният модел се основава на предположения, които в по-голямата си част не са били постоянно демонстрирани. По-специално, идентичността на играчите в имунната система остава до голяма степен неизвестна, с изключение на определени групи протеини (главно рецептори). В допълнение, физическите взаимодействия, които имунитетните протеини установяват помежду си и с патогенни ефектори, са малко проучени.
Днес изглежда ясно, че физическите взаимодействия между протеините образуват сложни и силно динамични мрежи (интерактоми), които са в основата на взаимоотношенията генотип-фенотип [2]. Експерименталното описание на тези мрежи (картографиране) е от съществено значение за цялостното разбиране на биологичните системи - като имунитета - и съответните молекулни механизми. Създаването на интерактомични карти е предоставило богат ресурс за нерастителни видове. Въпреки изобилието от молекулярни и генетични познания, има прословута липса на експериментални данни, описващи взаимодействията между протеините за дамите Арабет (и не само между протеините на имунитета) и по-общо за видовете от растителния свят.