Генетика против гельминтоспориоза злаковых: победа болезни неизбежна

Группа ученых сразу из нескольких институтов выявила генетические механизмы, позволяющие производить специфический Т-токсин Викторин — возбудитель болезни гельминтоспориоз овса, полностью уничтоживший посевы этой культуры в США в 1940-х годах.

Гельминтоспориоз вызывается грибом Cochliobolus victoriae, который вырабатывает Т-токсин Викторин. До настоящего времени исследований, позволяющих раскрыть гены данного токсина и механизм его действия, не проводилось. Группой ученых  удалось сделать прорыв в науке: провести исследование под названием «Викторин — селективный к хозяину циклический пептидный токсин патогена овса Cochliobolus victoriae, кодируется рибосомами», оно было опубликовано в сентябре этого года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Большинство грибных токсинов синтезируются крупными многофункциональными ферментами, а небольшие пептиды, созданные этими ферментами, включают как токсины, так и лекарственные препараты, такие как антибиотик пенициллин.

Ученые обнаружили, что токсин Викторин на самом деле синтезируется непосредственно в рибосоме, которая является органеллой в клетках, продуцирующих большинство белковых соединений. Эти небольшие молекулы, образующиеся в рибосомах, известны как рибосомно синтезированные и посттрансляционно модифицированные пептиды, или Риппы.

Тот альтернативный механизм для производства пептидов, к примеру, того же Викторина, в сочетании с тем фактом, что в грибных геномах содержится много связанных с RiPP генов, может привести к открытию новых молекул, среди которых могут быть как токсины, так и полезные соединения.

Саймон Кесслер, докторант Университета Западной Австралии, подтвердил ферментативную функцию нескольких генов Викторина, включая новый фермент, который преобразует пептид Викторина в его активную форму. Исследовательская группа обнаружила, что гены Викторина, кодирующие эти ферменты, находятся в своеобразном «разбросанном» состоянии в геноме патогена, в то время как в «классическом» варианте гены большинства грибов находятся в так называемых компактных кластерах на грибных хромосомах.

Это открытие может помочь исследователям лучше понять эволюционное происхождение таких молекул, как токсин Викторина и более досконально изучить вирулентность возникающих болезней сельскохозяйственных культур, а на фоне полученных данных определить наиболее оптимальные методы предотвращения развития грибных болезней в будущем.

Подготовлено по материалам www.cornell.edu.