蛋白质发现可以帮助实现环保的杀菌剂

2021-03-06 20:03 来源:中国荷都网
新的研究揭示了科学家寻求创造有针对性的,更环保的杀真菌剂来保护粮食作物的重要步骤。
 
几十年来,科学家们已经知道生物细胞会制造出称为细胞外囊泡的微小圆形结构。但是,直到最近才认识到它们在入侵微生物与其宿主之间的交流中的关键作用。
 
加州大学河滨分校的遗传学家Hailing Jin和她的团队发现,植物利用这些囊泡向真菌入侵者发射RNA分子,从而抑制了使真菌危险的基因。
 
遗传学教授,植物病理学和微生物学系Cy Cyuradick主席金说:“这些囊泡在细胞之间穿梭了小RNA,就像小小的特洛伊木马一样,里面隐藏着武器。” “它们可以使致病性真菌基因表达沉默。”
 
与常规杀真菌剂相比,使用细胞外囊泡和小RNA具有多个优势。它们更环保,因为它们与天然产品相似。最终,它们会降解,并且不会在土壤中留下有毒残留物。此外,金解释说,这种对抗真菌的方法不太可能繁殖出耐药性病原体。
 
科学家们在制造这些杀真菌剂时遇到的一个难题一直是弄清楚如何将所需的小RNA装载到囊泡中。
 
金说:“我们想知道这些武器化的小RNA如何进入泡沫。” “现在,我们认为我们已经有了答案。”
 
她的实验室已经鉴定出几种蛋白质作为结合剂,有助于选择小RNA并将其装载到囊泡中。该实验室的研究在《自然植物》杂志的一篇新文章中进行了详细介绍。
 
Jin实验室多年来一直致力于开发基因沉默RNA杀真菌剂。为实现这一目标而开展的工作使该团队在2013年取得了具有里程碑意义的发现,即可以将基因沉默的RNA信息从真菌病原体发送至植物宿主,以抑制宿主免疫力。后来,研究小组了解到小RNA可以双向移动-从植物进入致病性入侵细胞。
 
在2018年,研究小组得出结论,细胞外囊泡是这些小RNA的主要递送系统。他们观察到,拟南芥植物向灰葡萄孢中分泌细胞外囊泡,而灰霉病是一种真菌,每年会导致灰霉病并破坏数百万种农作物。
 
金说:“这是宿主利用这些囊泡将小RNA传递到另一生物体的第一个例子。” “以前我们看到RNA的运动,但不知道如何选择和运输小RNA。”
 
现在,她和她的同事们已经确定了拟南芥中的几种RNA结合蛋白,它们可以与特定的小RNA分子结合并将其加载到细胞外囊泡中。这表明蛋白质在小泡中装载和稳定小RNA中起着重要作用。这一发现可以帮助增加使基因沉默的RNA的有效载荷,使其成为囊泡,并提高疾病控制的效率。
 
一些科学家从植物囊泡中的RNA交流中汲取了灵感,以设计人类疗法。例如,一些人试图将抗癌RNA和药物装载到水果或蔬菜中的细胞外囊泡中,以便人们可以吃或喝它们。Jin希望她实验室的发现可以帮助这些工作。