Ученые, возможно, обнаружили новую форму общения растений

Если вы когда-либо жили в доме с садом или работали на плантации, вы знаете, как сложно справляться с заражением паразитическими растениями, которые всегда возвращаются для дополнительной работы. Тем не менее, американские ученые, возможно, сделали открытие, которое даст людям преимущество в каждодневных «битвах за растения».

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Science, паразитическое растение, называемое cuscuta, способно не только «высосать» генетический материал из растения-хозяина, но и внедрить в него код своих собственных генов. Злоумышленник будет отправлять кусочки своей РНК другому растению - промежуточной форме генетической информации, которая устраняет разрыв между ДНК и синтезом белка.

По мнению исследователей, это может быть только один способ, которым эти организмы обмениваются энергией. Тем не менее, они также представляют гораздо более интересную возможность: что это может быть до сих пор неизвестная форма общения между растениями.

Новый мир возможностей

«Типичный способ общения растений - химические элементы, выделяющиеся через их листья и корни. Поэтому обнаружение обмена РНК - это новая концепция, которая никогда не изучалась », - говорит Джеймс Вествуд, соавтор исследования и физиолог растений в Технологии Вирджинии.

«Это впечатляет по нескольким причинам. Во-первых, мы обычно думаем, что паразит будет действовать как таковой. Мы бы не рассматривали возможность увидеть генетическое движение в хозяине, а только захватчик, высасывающий питательные вещества », - отмечает он. Помимо новизны этого открытия, ученый заявляет, что у него есть потенциальные приложения для сельского хозяйства. Ученые могли использовать РНК-обмен для создания механизмов защиты от проникших растений.

В ходе исследования группа Вествуд секвенировала образцы тканей растений-хозяев томатов и кускуса, которые проникают в различные виды растений, обвиваясь вокруг них и проникая в их сосудистую систему. Их геном уже полностью секвенирован, поэтому исследователи смогли приобрести РНК, содержащуюся в образцах с соответствующими последовательностями ДНК в геноме.

«Мы решили все через процесс устранения и разделения последовательностей, которые существенно не отличались от последовательностей в полном геноме», - говорит Вествуд. Используя эту технику, исследователи определили, что тысячи серий РНК, вероятно, будут обмениваться между хозяином и паразитом во время процесса вторжения.

Растительный шпионаж

Поскольку общие материалы на самом деле являются информационными молекулами, возможно, что паразит использует свою собственную РНК, чтобы шпионить и взломать всю систему растения-хозяина. Отправленная информация может, среди прочего, смягчить клеточные стенки захватчика, упрощая установление новых связей.

«То, что мы могли бы сделать, - это создать плантацию хозяина, которая производит короткие последовательности РНК, которые работают конкретно против паразита. Мы будем помогать заводам создавать собственные системы защиты », - объясняет он. Фермеры теперь используют гербициды для предотвращения кускуса от нападения томатов, люцерны и клюквенных овощей, среди прочего - использование генетического подхода устранит необходимость в химическом элементе этого типа.

По словам биолога Нелимы Синха, который не принимал участия в исследовании, создание подобного генетического оружия было опробовано в прошлом с использованием отдельных генов. Тем не менее, по ее словам, «новый отчет предполагает, что при большом движении РНК стратегии контроля могут влиять на различные паразитарные процессы».

В поисках доказательств

К сожалению, исследователи еще не доказали, что обменная РНК использовалась в качестве информации, поэтому вполне возможно, что теории больше нет. Тем не менее, врожденная природа РНК заставляет Вествуда полагать, что растения могут производить белки на основе генетической информации друг друга.

В любом случае, Вествуду и его команде все еще придется продемонстрировать, что обмениваемая РНК на самом деле кодируется растениями-реципиентами, прежде чем кто-либо сможет даже подумать о размножении растений с «встроенными» системами защиты. Ученый говорит, что задача будет нелегкой, поскольку исследователи должны будут различать белки, полученные злоумышленником, используя свой собственный код, от тех, которые они могут создавать с помощью информации хоста.

«Выяснить, был ли белок сделан из РНК, которая двигалась, или же он просто был готов с инвазированного растения, безусловно, намного сложнее [чем то, что команда сделала до сих пор]», - говорит Вествуд. Ученые попытаются захватить фрагменты кода, пока они еще используются для создания белков.

Итак, готовы к будущему поколению суперзаводов? Оставьте свое мнение в комментариях.