Bagaimana fitoplasma bertukar arabidopsis ke dalam zombi • Elena Naimark • Berita Sains mengenai "Unsur" • Biologi Molekul, Parasitologi, Botani

Bagaimana fitoplasma mengubah arabidopsis menjadi zombi

Turun di bawah – lobak merah, yang terjejas oleh phytoplasma, di bahagian atas – Lobak yang sihat yang tumbuh berhampiran; Gejala luar penyakit ini jelas: rimpang berkurang, bentuk yang diubah dan peningkatan bilangan pucuk hijau, yang dipanggil "penyihir penyihir." Gambar dari www.forestryimages.org

Phytoplasma adalah parasit intraselular tumbuhan, yang, seperti yang ternyata, mengubah penampilan dan ciri-ciri khusus pemiliknya yang memihak kepadanya. Ia mengubah bunga menjadi daun, menyebabkan pertumbuhan pucuk yang menyakitkan, entah bagaimana meningkatkan daya tarikan tumbuhan untuk serangga – vektor phytoplasm. Dalam kes ini, loji yang berpenyakit itu kehilangan keupayaan untuk membiak dan mati. Phytoplasma boleh menjangkiti pelbagai tumbuhan. Para saintis telah menunjukkan bahawa phytoplasma menjejaskan gen – pengawal selia perkembangan, konservatif di kalangan tumbuhan berbunga. Oleh itu, sebilangan besar tumbuhan tuan rumah seperti ini boleh didapati untuk phytoplasma. Dalam perjalanan eksperimen dengan garis arabidopsis yang berbeza, adalah mungkin untuk mentafsirkan mekanisme molekul yang mana phytoplasm memprogramkan tumbuhan untuk keperluan mereka.

Phytoplasm (lihat juga Phytoplasma) adalah parasit tumbuhan intraselular yang berdekatan dengan mycoplasma, yang terkenal (dari bahagian yang buruk) kepada penanam tanaman.Kira-kira lima puluh fitoplasma dan penyakit yang berkaitan sekarang diketahui, tetapi banyak ciri, mekanisme biokimia, dan strategi hidup parasit ini masih tidak jelas. Para saintis dari John Innes Centre (John Innes Centre, Norwich, UK) dan dari University of Wageningen (Belanda) menyusun sepotong teka-teki yang berkaitan dengan strategi parasit yang berkesan dalam penyakit kuning (lihat juga kuning Aster). Mereka menunjukkan apa yang manuver biokimia parasit mengambil untuk meningkatkan bilangannya dan tersebar luas.

Jaundis boleh menjangkiti pelbagai tumbuhan herba, dan dipindahkan dari satu tumbuhan ke tumbuhan yang lain oleh serangga kecil, terutamanya siklon, makan pada sap tumbuhan. Dalam pod makanan, sel parasit kekal di bahagian mulut parasit, yang mereka lalui ke kilang makanan seterusnya. Oleh itu, tugas phytoplasma adalah untuk menarik seberapa banyak serangga yang mungkin dan pada masa yang sama tidak mencederakan mereka, jika tidak, mereka tidak dapat memenuhi fungsi pengangkutan mereka. Sekiranya anda memastikan pengangkutan yang tidak terganggu, maka ia menjadi tidak perlu untuk menjaga kestabilan loji tuan rumah, kerana sel parasit akan segera dipindahkan ke kilang hidup yang lain.Ini adalah apa yang dilakukan phytoplasma. Bunga-bunga tumbuhan itu menjadi hijau, pucuk-pucuk menjadi lebih tebal, lebih lebat, selalunya tumbuh-tumbuhan tumbuh buruk dan masih kerdil, akibatnya ia tidak meninggalkan benih dan mati. Kilang itu kehilangan nyawa dan anaknya sendiri, diprogramkan tanpa residu untuk perkhidmatan phytoplasma.

Penulis-penulis kerja yang sedang dibincangkan, dipenuhi dengan sayang untuk tanaman itu, memanggil mereka tumbuhan zombie. Para saintis, tentu saja, tidak berminat dengan metafora verbal, tetapi dalam sesuatu yang lebih penting: bagaimana tepatnya tanaman tumbuhan zopoplasma? Apakah mekanisme apakah yang diciptanya untuk menghalang pertahanan tuan rumah untuk mengganggu perjalanan semula jadi? Akibat kerja keras, mereka berjaya mencari tahu.

Di sebelah kiri – arabidopsis bunga yang sihat, di sebelah kanan – terjejas oleh phytoplasma: semua kelopaknya menjadi hijau, dan pistil dan stamen menjadi hijau dan banyak berubah. Foto dari artikel dalam perbincangan PLOS Biology

Dalam kajian terdahulu, pasukan yang sama telah menunjukkan bahawa phytoplasma menghasilkan protein khas SAP54, yang menyebabkan penghijauan kelopak dalam Arabidopsis. Dengan protein dan garis arabidopsis yang berbeza, para saintis meneruskan kerja mereka.Mereka mengenal pasti 5 protein dalam arabidopsis yang dijangkiti, yang secara teori dan praktikal terbukti dikaitkan dengan SAP54. Kesemua mereka tergolong dalam salah satu jenis pengawal selia pembangunan pesanan tinggi – faktor transkripsi gen MADS. Ungkapan protein ini sama ada sama sekali, atau sangat dikurangkan dalam ujian khas. Pada masa yang sama, pengaturcara MADS lain menyatakan secara normal, tanpa perubahan. Ini menunjukkan selektiviti tinggi fitoplasma, pilihan sasaran yang sangat tepat. Faktor transkripsi yang tertakluk kepada kesannya yang berbahaya bertanggungjawab untuk pembentukan bunga dan organ mereka.

Seperti yang ternyata, SAP54 bertindak secara tidak langsung dengan mengekalkan protein. Ejen ini telah menemui pengantara yang sangat baik, protein ubiquitin. SAP54 menyebabkan ubiquitin untuk menyertai faktor transkripsi yang dipilih, dengan itu menandakannya dan mengutuk degradasi tanpa syarat. Jika urabiquitin dimatikan di Arabidopsis, maka fitoplasma tidak menyebabkan penghijauan kelopak mata yang menyakitkan. Bagaimanakah phytoplasma melakukan ini? SAP54nya menjejaskan protein RAD23, yang berfungsi untuk melekat ubiquitin pada protein yang dikehendaki.Dan sekali lagi, dalam ikatan biokimia ini, pengkhususan phytoplasma yang luar biasa telah diturunkan: ia berfungsi hanya dengan dua daripada empat isomer RAD23. Eksperimen dengan mutan bagi isomer protein ini menunjukkan bahawa hanya dua ini menyebabkan penghijauan kelopak.

Jadi, phytoplasma telah memilih matlamat khas untuk dirinya sendiri – pengawal selia pembangunan, yang membentuk organ generatif tumbuhan. Dan pengawal selia ini mempunyai banyak, jika tidak semua tumbuhan. Ini bermakna bahawa banyak tumbuhan sesuai sebagai tuan rumah bagi fitoplasma. Dari sudut pandangan fitoplasma, ini adalah strategi yang sangat berkesan. Selain itu, percubaan dengan tsikadkami Macrosteles quadrilineatus menunjukkan bahawa kilang yang dijangkiti benar-benar menarik serangga: mereka memilih tumbuh-tumbuhan yang dijangkiti lebih kerap, memberi makan kepada mereka dan menaikkan anak kepada mereka. Walau bagaimanapun, belum jelas apa yang sebenarnya menarik serangga dalam tumbuh-tumbuhan yang dijangkiti – bentuk dan warna bunga dan pucuk tidak memainkan peranan yang besar.

Pementasan eksperimen dengan pemilihan tumbuh-tumbuhan berbasikal. Dari cawan, terletak dengan ketat antara kedua-dua tumbuhan, melepaskan tsikadok; makanan cicadas dan bertelur, dan selepas 5 hari anda boleh menganggarkan pemilih dengan bilangan nymph pada setiap tumbuhan. Di latar belakang pot bunga yang kelihatan di tempat lain; iaitu, dalam eksperimen, bukan sahaja variasi garisan arabidopsis berubah, tetapi juga kedudukan tumbuhan. Turun di bawah – Keputusan eksperimen dengan jenis liar dan dengan yang dijangkiti: tumbuhan yang dijangkiti jelas lebih menarik kepada tsikadok. Imej dari artikel dalam perbincangan PLOS Biology

Terdapat beberapa contoh yang menonjol yang menunjukkan bagaimana mikroorganisma mengubah rupa dan tingkah laku pemiliknya untuk keuntungan mereka. Oleh itu, serangga malang yang dijangkiti dengan kebiasan berbentuk pisau (Dicrocoelium dendriticum), memanjat ujung bilah rumput dan membekukan, menunggu beberapa herbivora tidak sedap untuk datang dan makan rumput ini. Atau tikus ditangkap Toxoplasma gondii, mula mencari pertemuan dengan kucing. Sekarang satu lagi contoh, tetapi tidak seperti yang lain, dengan mekanisme tindakan molekul yang telah dibuktikan dan terbukti.

Sumber: Allyson M. MacLean, Zigmunds Orlovskis, Krissana Kowitwanich, Anna M. Zdziarska, Gerco C. Angenent, Richard G. H. Immink, Saskia A. Hogenhout. Pengaruh Phytoplasma SAP54 Hijau Pembiakan Tanaman oleh Merah-kotak Protein MADS dan Mempromosikan Penjajahan Serangga dalam Cara RAD23-Dependen // PLOS Biology. 2014. V. 12 (4). P. e1001835. Doi: 10.1371 / journal.pbio.1001835.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: