2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
ITHACA, N. Y. – Hogyan alakul ki egy seb bizonyos növényekben, például a rózsákban és a szőlőben, daganattá? Úgy tűnik, hogy a válasz egy közönséges talajbaktériumban rejlik, amely képes „megszagolni” a sebet és felgyorsítani a fertőzési folyamatot.
Steve Winans, a Cornell Egyetem mikrobiológusa szerint az Agrobacterium tumefaciens kórokozó bejut a sebbe, ahol lemásolja a fertőzéshez szükséges géneket, amelyek becsúszhatnak a növény sejtjeibe és nukleáris DNS-ébe, és ezzel egy rákszerű betegséget, úgynevezett koronaepe-t okozva. A koronaepe daganat sejtjei opinek nevű vegyületeket szintetizálnak, amelyek táplálékul szolgálnak a bakteriális betolakodók számára.
A felfedezés a koronás epehólyag gyógyulásához vezethet, amely minden évben nagy gazdasági károkat okoz a gyümölcs- és szőlőtermesztésben.
"Az Agrobacterium mutáns formáit a mezőgazdasági biotechnológiában is széles körben használják, mivel képesek olyan transzgénikus növényeket létrehozni, amelyek tudományos vagy gazdasági szempontból érdekes új géneket tartalmaznak" - mondta Winans, a Cornell Mikrobiológiai Tanszékének professzora. "Talán ezeket az eredményeket ki lehetne használni a DNS hatékonyabb szállítására biotechnológiai célokra."
Ő a Proceedings of the National Academies of Science (PNAS, 102. kötet, 41. szám) legutóbbi számában megjelent tanulmány vezető szerzője.
"Sok más betegséget okozó baktérium olyan, mint az Agrobacterium, mivel képesek kimutatni a növényekből vagy állatokból felszabaduló specifikus kémiai jelmolekulákat, és támadást indítanak ezek ellen a gazdaszervezetek ellen" - mondta Winans."Mások például kimutatták, hogy a kolerát okozó baktériumok csak akkor fejeznek ki fehérjetoxinokat, ha epesókat észlelnek a gazdaszervezet belében. Érdekes lesz látni, hogy ezek a baktériumok növelik-e a betegséghez szükséges gének replikációját is."
A baktérium egy nagy daganatot indukáló plazmidot alkalmaz a piszkos tetteihez. A plazmid egy DNS-gyűrű, amely elkülönül a kromoszómától, és nem nélkülözhetetlen a baktérium túléléséhez, de szükséges a tumor növekedéséhez. A plazmid akkor is átadhatja magát egyik baktériumsejtről a másikra, amikor a két sejt érintkezik egymással, a bakteriális kongresszus során.
A plazmid felismeri a fenoloknak nevezett szerves vegyületeket, amelyek kiszivárognak a sérült sejtekből, ha egy növényt megsebesítenek. A VirA nevű bakteriális fehérje antennaként működik, és észleli a fenolokat a növényi sebekben; A fenolok viszont jelzik a VirA-nak, hogy adjon hozzá egy foszfát (PO4) csoportot egy rokon fehérjéhez, a VirG-hez, és azt aktív formává alakítja.
Az új tanulmány azt mutatja, hogy a VirG aktivált formája a daganatot indukáló plazmidot a normálnál akár ötször gyorsabb replikációra készteti, mivel növeli a RepC nevű fehérje expresszióját, amely a plazmid replikációjához szükséges. Ennek a DNS-nek a többletmásolata fokozza a baktérium azon képességét, hogy daganatokat okozzon, amelyek akkor növekednek, amikor a plazmid DNS egy fragmentuma behatol a növény saját DNS-ébe.
A koronás epedaganatok többnyire kétszikű növények, fák vagy szőlő törzsét vagy szárát érintik a talaj közelében, ahol télen megfagy, tavasszal pedig seb keletkezik. Az olyan gyümölcsfák, mint a cseresznye és az őszibarack, a málna és a kiváló minőségű szőlő, mint a chardonnay és a cabernet sauvignon, hajlamosak a betegségre, amely meggátolja vagy megölheti a növényt. Az átültetés fertőzésekhez is vezethet.
"Tényleg nincs olyan vegyszer, se permet, amely megfékezi ezt a betegséget" - mondta Tom Burr, a Cornell növénypatológia professzora és a koronaepe-betegség szakértője."Ez valóban a kórokozó biológiájának legkorszerűbb kutatása, így most elgondolkodhatunk azon, hogyan fejlesszünk ki új kontrollokat az epetumora ellen."
A tanulmányt a Monsanto és a National Institutes of He alth finanszírozta.
