Ферменты кукурузы высвободили пептидный сигнал для роста патогенного гриба
Возбудитель пузырчатой головни кукурузы Ustilago maydis использует ферменты растения, чтобы распознать попадание в ткани хозяина. Эти ферменты высвобождают короткий пептид из белка, выделенного самим грибом. Пептид активирует рецептор Gpe1 на грибной мембране и запускает изменения, связанные с дальнейшим ростом патогена.
Международную работу под руководством исследователей Дюссельдорфского университета имени Генриха Гейне опубликовали в Nature Communications. Результаты описывают сигнальную систему гриба, а не захват принадлежащего кукурузе рецептора.
Как гриб узнаёт о попадании в растение
Для заражения недостаточно проникнуть в ткань. Патогену необходимо приспособить свою физиологию к новой среде и возобновить размножение. Команда Флориана Альтегора исследовала, каким образом внешнее окружение становится для гриба сигналом к таким изменениям.
Ustilago maydis вызывает характерные вздутия на кукурузе, в которых формируются споры. Исследование сосредоточено на молекулярном механизме распознавания хозяина. Оно не устанавливает единственную причину болезни и не оценивает потери урожая во всех регионах.
Белок Pit2 и рецептор Gpe1
В центре системы находятся два грибных компонента. Pit2 — выделяемый грибом белок, внутри которого скрыт короткий пептид. Gpe1 — рецептор в мембране грибной клетки, относящийся к семейству рецепторов, сопряжённых с G-белком.
Предложенная последовательность событий включает несколько этапов:
- гриб выделяет Pit2 в окружающую среду;
- растительные ферменты расщепляют белок и освобождают пептид;
- пептид активирует грибной рецептор Gpe1;
- сигнал связан с возобновлением деления и появлением регулятора клеточного цикла Clp1.
Таким образом, ферменты хозяина помогают патогену определить, что он оказался в подходящем окружении. Это не означает, что растение сознательно содействует инфекции. Механизм также нельзя описывать как простое связывание целого Pit2 с рецептором кукурузы: для запуска сигнала существенны высвобождение пептида и его действие на грибную клетку.
Что это даёт для изучения инфекций
Сравнительные данные указывают на совместную эволюционную настройку Pit2 и Gpe1. Исследователи намерены выяснить, насколько похожие системы распространены у других грибов и как они помогают приспосабливать рост к окружающей среде.
Понимание таких рецепторов в перспективе может помочь избирательно влиять на патогенные грибы. Однако работа пока не демонстрирует готовый фунгицид, диагностический тест или устойчивый сорт кукурузы. Возможные приложения требуют отдельных исследований.
Читайте также: Изменённый иммунный рецептор усилил защиту растений от бактерий в опыте.
Главный результат — установленная связь между распознаванием среды хозяина и возобновлением размножения гриба. Она уточняет молекулярную картину заражения и задаёт направление дальнейшей проверки способов воздействия на патоген.
