Kembric Universiteti tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriMutualist-patogen birgə kolonizasiyası, ev sahibi hüceyrədaxili interfeyslərdə fosfoinozitid imzalarını modulyasiya edir: PI4P və PI(4,5)P2 üçün biosensorları ifadə edən Nicotiana benthamiana bitkiləri. PI(4,5)P2, mutualist strukturlarda ucluqla zənginləşdirilmiş, lakin patogen strukturları ətrafında bərabər paylanmışdır. PI4P, patogen ekstrahaustorial membranlarda yox idi, lakin invaziv hifa və mutualist interfeyslərində mövcud idi. Birgə kolonizasiya patogen haustoriyada PI4P-nin cəlb olunmasına səbəb oldu və P. palmivora-ya qarşı müqaviməti artırdı. . Müəllif: Alex Guyon

Alimlər faydalı kökdə yaşayan göbələklərin patogen infeksiya yerlərində bitki hüceyrə membranını yenidən quraraq bitkilərin xəstəliklərə qarşı davamlılığını artırdığını aşkar ediblər və bu da bitkilərin mürəkkəb təbii mühitlərdə müdafiəni necə əlaqələndirdiyinə dair yeni və vacib məlumatlar təqdim edir.

Bu yeni tədqiqat göstərir ki, bitki hüceyrələri ilə işğalçı patogen mikroblar arasındakı membran interfeysi sabit deyil. Bunun əvəzinə, simbiontların birgə kolonizasiyası ilə yenidən formalaşdırıla bilər, bu da bitkilərin patogenlərlə qarşılıqlı təsirini kökündən dəyişdirir və potensial olaraq xəstəliklərə qarşı müqaviməti artırır.

Tədqiqat Cell Reports jurnalında dərc olunub .

Bir çox bitki də daxil olmaqla, quru bitkilərinin 80%-dən çoxu qida maddələrinin mənimsənilməsini yaxşılaşdırmaq üçün arbuskulyar mikorizal (AM) göbələklərlə tərəfdaşlıq yaradır. Bu qarşılıqlı göbələklərin bitkilərin xəstəliklərə qarşı müqavimət göstərməsinə kömək etdiyi də məlumdur, lakin bu qoruyucu təsirin arxasındakı mexanizmlər hələ də aydın deyil.

Kembric Universitetinin Sainsbury Laboratoriyasının (SLCU) tədqiqatçıları artıq bitki köklərinin AM göbələkləri tərəfindən əvvəlcədən kolonizasiya edildikdə, bitkinin sonrakı hüceyrəyə daxil olan patogenlər ətrafında membranı yenidən qurduğunu göstəriblər.Oyna

00:0000:06SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Bitki, adi patogenlə əlaqəli ekstrahaustorial membran (EHM) yaratmaq əvəzinə, AM göbələklərini əhatə edən membrana bənzər xüsusiyyətlərə malik bir membran istehsal edir ki, bu da xəstəlik müqavimətinin artması ilə üst-üstə düşür. İşdə AM göbələklərinin bu ixtisaslaşmış membran interfeyslərinin tərkibinə və kimliyinə təsir göstərərək hüceyrə və molekulyar səviyyədə kök müdafiəsini gücləndirdiyi vurğulanır.

Tədqiqatda faydalı AM göbələyi Funneliformis mosseae-yə ev sahibliyi edə bilən və daha sonra dağıdıcı saplaqvari oomiset Phytophthora palmivora tərəfindən yoluxa bilən Nicotiana benthamiana (tütün növü) istifadə edilmişdir.

Bitkilər dostları və düşmənləri üçün fərqli membran interfeysləri əmələ gətirir

Mikroblar (faydalı və ya zərərli) canlı bitki hüceyrələrinə daxil olduqda, onları bitki hüceyrəsinin sitoplazmasından ayıran ev sahibi tərəfindən əldə edilən membranın içərisində qalırlar. Bu membranlar bitkilər və mikroblar arasında qida mübadiləsini və molekulyar rabitəni aktiv şəkildə vasitəçilik edir, lakin onların quruluşu qarşılıqlı və patogen qarşılıqlı təsirlər arasında ciddi şəkildə fərqlənir.

Mutualistik göbələklər periarbuskulyar membrana (PAM) bürünmüş kök hüceyrələrinin içərisində arbuskullar əmələ gətirir, filamentli patogenlər isə EHM ilə əhatə olunmuş haustoriyalar əmələ gətirir.Ekstra-haustorial membranın PI4P kimliyi AM göbələkləri ilə kolonizasiya olunmuş köklərdə dəyişir: Nicotiana benthamiana bitkiləri bir neçə həftə ərzində ya avtoklavda (solda), ya da canlı (sağda) AM inokulumu ilə yetişdirilmiş və sonra P. palmivora ilə yoluxmuşdur. AM göbələkləri olmadan reportyorun haustoriyadan eyni şəkildə kənarlaşdırılmasını görürük, lakin AM göbələkləri ilə kolonizasiya olunmuş toxumada haustoriyaların artıq etiketləndiyini görürük ki, bu da ekstra-haustorial membranın PI4P kimliyində dəyişiklik olduğunu göstərir. Müəllif: Alex Guyon

Dost göbələklər bitkinin hüceyrə interfeysini dəyişdirərək oyun kitabçasını dəyişdirir

Bu, AM göbələklərinin sonradan gələn bir patogenin EHM-ni dəyişdirə biləcəyinin ilk nümayişidir.

Dr. Alex Guyon və professor Sebastian Schornack tərəfindən birgə aparılan tədqiqat göstərir ki, AM göbələkləri qarşılıqlı və patogen interfeyslər arasındakı normal fərqi effektiv şəkildə aradan qaldıra bilər.

Tədqiqatı doktorluq dərəcəsinin bir hissəsi olaraq aparan Dr. Guyon dedi: “Məlum oldu ki, patogenin strategiyası qarşılıqlı təsir göstərənin iştirakı ilə tamamilə dağılıb. Bu birgə koloniyalaşmış köklərdə patogenin membran kimliyi yenidən qurulub və indi yeni siqnal lipidi və membranla əlaqəli zülallar ehtiva edir.”

Bu transformasiya patogen kolonizasiyasının əhəmiyyətli dərəcədə azalması ilə üst-üstə düşdü.

SLCU-da qrup rəhbəri olan professor Şornak bildirib ki, “Bu tapıntılar bitki immuniteti və simbiozuna baxışımızı kökündən dəyişdirir. Onlar göstərir ki, müəyyən bir membran tərkibini tətbiq etmək üçün uzun müddətdir mövcud olan simbiotik proses patogenin ev sahibi hüceyrəni manipulyasiya etmək cəhdlərini ləğv edə bilər. Bu molekulyar mexanizmi tam başa düşmək üçün indi bitkilərin təbiətdə qarşılaşdıqları mürəkkəb mikrob icmaları qarşısında müdafiəni necə əlaqələndirdiyini anlamaq üçün tək mikrob sistemlərindən kənara baxmalıyıq.”

AM göbələkləri yalnız bitkilərin qidalanmasını yaxşılaşdırmır, həm də patogenlərə qarşı bitkilərin müdafiəsini gücləndirir. Onların xəstəliklərə qarşı müqavimətini necə artırdığını anlamaq, bitkilərin dayanıqlığını artırmaq üçün faydalı göbələklərdən təbii bionəzarət agentləri kimi istifadə etmək üçün yeni imkanlar açır.

Bu tədqiqat bitkilər və patogenlər arasındakı mübarizədə yeni bir cəbhəni vurğulayır və AM göbələklərinin infeksiya yerlərində membran interfeyslərini yenidən proqramlaşdıra biləcəyini göstərir. Bu məlumatlar faydalı mikroblardan istifadə etməklə məhsulun dayanıqlığını artırmaq üçün gələcək strategiyaların hazırlanması üçün perspektivli yollar təklif edir.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Tədqiqat necə aparılıb

Bitkilərin müxtəlif mikrob icmaları tərəfindən kolonizasiya olunduğu və hətta fərdi hüceyrələrin birdən çox mikrob saxlaya biləcəyi təbii şəraiti daha yaxşı əks etdirmək üçün tədqiqatçılar həm AM göbələklərini, həm də patogen oomisetləri eyni vaxtda yerləşdirə bilən tütün növü və model tədqiqat bitkisi olan Nicotiana benthamiana-dan istifadə etdilər.

Sahib orqanizmin hüceyrə membranlarındakı dəyişiklikləri real vaxt rejimində izləmək üçün komanda, əvvəllər ENS Lyondakı Yvon Jaillais qrupu tərəfindən Arabidopsis thaliana-da yaradılmış fosfolipid biosensorlarını inteqrasiya etməklə N. benthamiana-da fosfolipid reportyor xətlərini inkişaf etdirdi və xarakterizə etdi.

Tədqiqatçılar hüceyrə membranlarında molekulyar “şəxsiyyət etiketləri” kimi hərəkət edən və hüceyrənin necə fəaliyyət göstərdiyini diktə edən siqnal lipidləri sinfi olan fosfoinozitidlərin (PIP) rolunu araşdırdılar .

Nəzarətli laboratoriya şəraitində komanda iki mikrobun fərqli membran kimlikləri yaratdığını təsdiqlədi.

Mutualist AM göbələyi Funneliformis mosseae, PI4P ilə zəngin bir membranla əhatə olunmuşdu.

Bunun əksinə olaraq, patogen oomiset Phytophthora palmivora, PI4P və miristollaşmış zülal (adətən ev sahibi plazma membranlarına bağlı) daxil olmaqla əsas ev sahibi komponentlərini EHM-dən uğurla xaric etmişdir. Bu xaric etmə, ehtimal ki, ev sahibinin immun reaksiyasını boğmaq üçün patogen tərəfindən idarə olunan bir strategiya ola bilər.

Birgə müstəmləkəçilik ssenarini dəyişdirir

Kritik kəşf, bitki köklərinin patogen tərəfindən hücuma məruz qalmazdan əvvəl qarşılıqlı göbələk tərəfindən əvvəlcədən kolonizasiya edildiyi daha təbii bir ssenarinin simulyasiyasından irəli gəldi.

Təəccüblüdür ki, AM göbələkləri tərəfindən əvvəlcədən kolonizasiya edilmiş köklərdə patogenin EHM tərkibi dramatik şəkildə yenidən quruldu. PI4P və miristollaşdırılmış zülallar artıq patogenin haustoriumunun ətrafında mövcud idi və bu da EHM-i qarşılıqlı bitkinin PAM-ına bənzədirdi.

Bu, ev sahibi membran kimliyinin statik olmadığını və patogenin hüceyrədaxili interfeysinin xüsusiyyətlərini dəyişdirərək birgə kolonizasiya yolu ilə dinamik şəkildə yenidən formalaşa biləcəyini nümayiş etdirdi. Ən əsası, membran kimliyindəki bu dəyişiklik P. palmivora tərəfindən artan müqavimət və azalmış kolonizasiya ilə üst-üstə düşdü.

Maraqlıdır ki, yaxınlarda AM göbələkləri tərəfindən kolonizasiya olunmamış qonşu kök hüceyrələri də patogenin giriş yerlərində membran tərkibinin dəyişdiyini göstərmişdir, baxmayaraq ki, bu təsir yalnız köklərlə məhdudlaşmış və yarpaqlarda müşahidə edilməmişdir.

Daha çox məlumat: Alex Guyon və digərləri, Mutualist-patogen birgə kolonizasiyası hüceyrədaxili interfeyslərdə fosfoinozitid imzalarını modulyasiya edir, Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116702

Jurnal məlumatı: Mobil Hesabatlar 

Kembric Universiteti tərəfindən təmin edilir