15 февраля 2023
Анна Медведева
Открытие послужит ключом для создания новых фунгицидов
Гриб Magnaporthe oryzae является причиной пирикуляриоза риса – болезни, которая уничтожает от 10% до 35% мирового урожая риса, в зависимости от погодных условий.
Теперь биохимики Калифорнийского университета в Беркли во главе с Майклом Марлетта, профессором химии и молекулярной и клеточной биологии, обнаружили, что гриб выделяет фермент для того, чтобы пробить отверстия в жестком внешнем слое рисовых листьев. Попав внутрь, гриб быстро разрастается и неизбежно убивает растение.
В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, Марлетта и его коллеги описывают структуру фермента и то, как он работает, чтобы помочь грибу проникнуть в растения. Поскольку фермент секретируется на поверхности рисового листа, простой спрей мог бы разрушить способности фермента переваривать стенку растения. В настоящее время ученые ищут химические вещества для блокировки фермента.
«По оценкам, если мы сможем нейтрализовать этот гриб, то накормим еще 60 миллионов человек в мире, — говорит Марлетта. – Поэтому фермент нашей мишенью. Мы надеемся, что мы проведем скрининг, чтобы найти некоторые уникальные химические вещества и создать компанию по разработке ингибиторов для этого фермента».
Фермент относится к семейству, называемому полисахаридными монооксигеназами (PMO), которые Марлетта и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили чуть более 10 лет назад в другом, более распространенном грибе, Neurospora. Полисахариды представляют собой сахарные полимеры, которые включают крахмал, а также жесткие волокна, которые делают растения прочными, включая целлюлозу и лигнин. Фермент PMO расщепляет целлюлозу на более мелкие кусочки, делая полисахарид восприимчивым к другим ферментам, таким как целлюлазы, и ускоряя распад растительных волокон.
«Существует острая необходимость в более устойчивых стратегиях борьбы с пирикуляриозом риса, особенно в Южной Азии и странах Африки к югу от Сахары, — сказал фитопатолог Николас Тэлбот, который соавтором исследования. — Учитывая важность полисахаридной монооксигеназы для инфекции растений, она считается ценной мишенью для разработки новых химических веществ, которые могут применяться в гораздо более низких дозах, чем существующие фунгициды, и с меньшим потенциальным воздействием на окружающую среду. Это также может быть мишенью для полностью свободных от химических веществ подходов, таких как глушение генов».
Ученые обнаружили аналогичные PMO в грибах, которые атакуют виноград, помидоры, салат и другие основные культуры, то есть результаты имеют широкое применение против многих грибных заболеваний растений.
(Источник: University of California- Berkeley. Автор: Роберт Сандерс).
