Nieznane dotąd białko efektorowe odkryli i przebadali m.in. Polacy. Może ono wywoływać zmiany chorobowe w roślinach, przyczyniając się m.in. do obumierania liści. Dalsze badania mechanizmu jego działania mogą zaś prowadzić do opracowania nowych terapii antynowotworowych czy środków ochrony roślin.
Naukowcy ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie we współpracy z naukowcami z University of Texas Southwestern Medical Center z Dallas w USA oraz z Instytutem Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk.
Jak informuje w komunikacie biuro prasowe SGGW, cztery lata temu Marcin Gradowski w ramach pracy magisterskiej w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego poszukiwał kinaz efektorowych (rodzaj białek) w klasie kilku rodzin bakterii – Gammaproteobakterii. W gatunku bakterii gramujemnych – Pseudomonas syringae trafił wtedy na białko efektorowe HopBF1, które do znanych kinaz podobne było w niewielkim stopniu.
Czytaj także: Nanowarstwy ochronią przed zakażeniami szpitalnymi
Dr hab. Krzysztof Pawłowski – promotor pracy magisterskiej Marcina Gradowskiego – pokazał odkryte białko dr. Vincentowi Tagliabracciemu z University of Texas Southwestern Medical. To właśnie on wraz z zespołem prof. Jacka Henninga z Instytutu Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk rozwinął projekt badawczy białka. Wyniki ich prac opisano w prestiżowym dla biologów czasopiśmie „Cell”. Głównymi autorami pracy są dr Vincent Tagliabracci oraz jego doktoranci – Victor Lopez i Brenden Park.
Pseudomonas syringae to bakteria patogenna roślin, która stosuje białka efektorowe, aby „namieszać” w komórkach gospodarza na swoją korzyść. Odkryte przez naukowców białko HopBF1 wpuszczone w ciało komórki gospodarza – rośliny – oddziałuje na białko opiekuńcze HSP90 – udając jego białko. Białka opiekuńcze wspomagają proces samodzielnego fałdowania się – kształtowania kilku białek (m.in. kinaz białkowych lub receptorów wrodzonej odporności). Zapobiegają tworzeniu się nieprawidłowych wiązań.
„HSP90 jest niezbędnym składnikiem odporności roślin i zwierząt, a patogenne strategie bezpośrednio ukierunkowane na to białko nie zostały dotąd opisane” – wyjaśnia Marcin Gradowski, cytowany w prasowym komunikacie. Białko HopBF1 „zdradziecko” fosforyluje HSP90 (przyłącza fosforan), aby całkowicie zahamować jego aktywność.
Skutkiem „działalności” HopBF1 jest zhamowanie aktywacji receptorów odporności, które wyzwalają reakcje nadwrażliwości HR (ang. hypersensitive response) u roślin. „Jest to mechanizm wykorzystywany przez rośliny w celu uniknięcia rozprzestrzeniania się zakażenia. Polega na szybkim obumieraniu zainfekowanych i sąsiadujących z nimi komórek, czego efektem jest zatrzymanie rozprzestrzenienia się patogenu. Zależna od HopBF1 fosforylacja HSP90 jest wystarczająca do indukcji ciężkich objawów chorobowych (m.in. obumierania tkanek liści) u roślin zakażonych tym patogenem” – tłumaczy Gradowski.
Odkryta przez naukowców kinaza efektorowa wyjaśnia nierozpoznany „zdradziecki” mechanizm, przez który patogeny bakteryjne modulują odporność gospodarza. Poznanie tego mechanizmu może dać możliwość leczenia nowotworów – czytamy w prasowym komunikacie SGGW. Za pomocą HopBF1 można by było zablokować białka HSP90, które promują wzrost i przetrwanie wielu komórek nowotworowych. Do tego potrzeba jeszcze wielu badań, ale odkrycie daje nadzieję na walkę z nowotworami i innymi chorobami u ludzi np. z chorobą Alzheimera.
„Jeżeli chodzi o rośliny, to możemy tworzyć inhibitory, czyli inaczej blokery kinazy HopBF1, ponieważ jest ona ważnym czynnikiem wirulencji bakterii – mówi Gradowski, cytowany w komunikacie prasowym. – Jej działanie jest wystarczające do wywołania zmian chorobowych w organizmach żywych, m.in. do obumierania liści. A żeby ten proces zatrzymać, potrzebne jest zaprojektowanie specyficznych dla tej kinazy inhibitorów”.
Takie inhibitory – sztuczne blokery – można by wykorzystać w praktyce jako nowy środek ochrony roślin. Być może rozprzestrzenianie się niektórych chorób nie byłoby już aż tak problematyczne.
Źródło: Serwis Nauka w Polsce – www.naukawpolsce.pap.pl
