Kako se biljke bore protiv bolesti?
Kako točno bakterijski patogeni uzrokuju bolesti biljaka ostaje misterija koja i dalje nastavlja frustrirati znanstvenike koji rade na riješavanju ovog problema. Jedna od njih je Now Wembo Ma, patologinja biljaka pri Sveučilištu u Kaliforniji, Riverside, provoditeljica laboratorijskog istraživanja na biljci soje koje je utrlo nove putove u razumijevanje interakcije biljnih patogena, brzorastućeg područja među biljnim znanstvenicima.
Njena nova saznanja mogu pomoći znanstvenicima da dođu do učinkovite strategije liječenja usijeva podlijeglih bolesti ili kad se koriste kao mjera prevencije, kako bi se znatno smanjila osjetljivost usijeva na bolest. U radu objavljenom u ožujku u časopisu Cell Host & Microbe, Ma, asistentica profesora patologije biljaka i mikrobiologije, zajedno sa svojim kolegama, dokazuje da bakterijski patogeni ciljaju izoflavone, grupu spojeva u stanicama biljaka koje brane biljku od bakterijske infekcije, što na kraju rezultira smanjenjem proizvodnje izoflavona.
Utrka u naoružanju
Prvo, patogeni ubrizgavaju zarazne bakterijske proteine, takozvane HopZ1, kroz igloliku cijev u biljne stanice. Ti proteini tada u velikoj mjeri smanjuju proizvodnju izoflavona i potiču razvoj bolesti. Međutim, osjećajući prisutnost HopZ1 biljka započinje robusnu borbu protiv patogena, uključujući proizvodnju vrlo visoke količine izoflavona. U tom trenutku patogen mora smisliti novu strategiju ili promjenom vrste proteina koje ubrizgava u biljku, ili ne ubrizgavati proteine uopće, ili ubrizgavati zarazne proteine na način koji im pomaže izbjeći otkrivanje od strane biljaka.
Posljednji način uzrokuje beskrajnu "utrku u naoružanju" između zaraznih bakterijskih proteina i biljke domaćina. "Na jedno pitanje još uvijek pokušavamo odgovoriti, a to je kako na molekularnoj razini zarazni bakterijski proteini promiču bolest", kaže Ma. "Neki znanstvenici su dokazali da ovi proteini blokiraju signalne transdukcijske puteve u biljci što eventualno oslabljuje imunitet biljke. Mi uvodimo svježi pogled na ovu temu, naime, da su patogeni razvili strategije izravnih napada proizvodnje biljnih antimikrobnih spojeva, kao što je izoflavon, čime se kompromitira obrambeni mehanizam biljke."
Zatvaranje kruga
Prema Ma, njeni podaci mogu se ekstrapolirati razumijevanjem kako se biljke brane kad su napadnute patogenima. "Ovo je bila važna tema prije 30 godina, a onda su ju istraživači napustili i izgubila je svoj zamah", smatra Ma. "Moj laboratorij sada ponovno posjećuje problem. Naravno, imamo još puno pitanja na koja tražimo odgovor. Moramo u potpunosti razumjeti koja je funkcija izoflavona u zaštiti biljaka tako da možemo dizajnirati specifične strategije usmjerene na bolju zaštitu biljaka."
Pogled u budućnost
Main laboratorij također je zainteresiran za razumijevanjem onoga što patogene čini ono što jesu. Primjerice, zašto neke od ekološki sličnih bakterija uzrokuju bolesti, a druge ne? Njen laboratorij također proučava kako biljke razvijaju mehanizme samozaštite od infekcije, te kako patogeni sruše te mehanizme obrane i opet postanu zarazni. "Patogeni bivaju sve mudriji u odnosu na strategije borbe protiv bolesti koje koristimo u agronomiji", kaže Ma. "Ovo je evolucija na djelu, ali uz temeljna znanja kako patogeni uzrokuju bolesti mi možemo razviti održive i primjenjive strategije borbe protiv istih."