微生物分子把植物变成僵尸:可能含有解药的诅咒

巫师的宣传师在拟南芥中

植物效应器SAP05在拟南芥中诱导巫婆扫帚。信用:John Innes Center

僵尸植物,女巫的扫帚和可能含有解药的诅咒。

寄生细菌用于减缓植物老化的新发现的操纵机制,可以提供保护疾病威胁的粮食作物的新方法。

寄生虫操纵它们赖以生存的有机体来满足它们的需求,有时会以极端的方式。在寄生虫的魔力下,一些植物经历了如此广泛的变化,以至于它们被称为“僵尸”。它们停止繁殖,只作为寄生病原体的栖息地和宿主。

到目前为止,人们对这在分子和机制层面上是如何发生的知之甚少。

John Innes Center和合作者发表的Hogerhout集团的研究细胞,已经确定了通过植物细菌产生的植物植物发育产生的操纵分子。当植物内部时,该蛋白质导致关键的生长调节剂被分解,触发异常的生长。

植物原体细菌是一种微生物,因其能够对宿主植物的发育进行重新编程而臭名昭著。这类细菌通常是树中出现的“女巫扫帚”的罪魁祸首,树中过多的树枝长得很密。

这些浓密的枝干是植物处于植物人“僵尸”状态的结果,无法繁殖,因此会进入“永葆青春”状态。

植物体细菌也可以引起毁灭性的作物疾病,例如紫色黄蜂,这在莴苣,胡萝卜和谷物中引起谷物和叶作物的显着产量损失。

该研究的通讯作者Saskia Hogenhout教授说:“植物浆是一个引人注目的例子,说明基因的影响范围可以超越生物体,影响周围的环境。

“我们的发现为这种扩展表型背后的分子机制提供了新的线索,这可能有助于解决食物生产的一个主要问题。”我们强调了一种很有前景的策略,通过工程植物来实现作物对植物浆的持久抗性。”

新发现表明,通过利用一些主体自身的分子机械,如何如何通过一些主体自身的分子机械来操纵植物。

该机器称为蛋白酶体,通常破坏植物细胞内不再需要的蛋白质。SAP05劫持该过程,导致植物蛋白在调节生长和发展中具有重要的植物蛋白,有效地抛入分子回收中心。

如果没有这些蛋白质,植物的发育就会被重新编程,有利于细菌的生长,从而触发多个营养芽和组织的生长,延缓植物的衰老。

通过对模型植物的遗传和生化实验拟南芥,团队详细揭示了SAP05的作用。

有趣的是,SAP05直接与植物发育蛋白和蛋白酶结合。直接结合是一种新发现的蛋白质方式。通常,用蛋白酶体降解的蛋白质预先用蛋白质称为泛素的分子标记,但这不是这里的。

SAP05所针对的植物发育蛋白与在动物体内发现的蛋白质相似。研究小组很想知道SAP05是否也会影响携带细菌的昆虫。他们发现,动物体内这些宿主蛋白的结构差异很大,它们不会与SAP05相互作用,因此不会影响昆虫。

但是,这项调查允许团队仅限两个

Amino acids are a set of organic compounds used to build proteins. There are about 500 naturally occurring known amino acids, though only 20 appear in the genetic code. Proteins consist of one or more chains of amino acids called polypeptides. The sequence of the amino acid chain causes the polypeptide to fold into a shape that is biologically active. The amino acid sequences of proteins are encoded in the genes. Nine proteinogenic amino acids are called "essential" for humans because they cannot be produced from other compounds by the human body and so must be taken in as food.