Бактерии заставляют растения, которые они заражают, питаться ими
Недавнее исследование, проведенное Университетом штата Огайо (OSU), показало, что Pantoea stewartii - вид бактерий, заражающих посевы кукурузы и вызывающих распространенное в центральных и северо-восточных районах США заболевание под названием "вилт Стюарта" - может заставлять своего хозяина производить большое количество питательных веществ, которые поддерживают жизнь бактерий задолго до того, как они заражают и начинают убивать клетки растений. Более того, исследование показало, что эти патогены не только производят пищу в культурах, которые они заражают, но и заставляют растения производить воду, поддерживающую жизнь, которая в дальнейшем высвобождает питательные вещества и помогает бактериям процветать.
"Никто ранее не показывал, что динамический поток питательных веществ от растений к бактериям поддерживает распространение бактерий на начальных стадиях инфекции. Наши результаты свидетельствуют о бешеном питании бактерий", - сказал ведущий автор исследования Дэвид Мэки, профессор кафедры садоводства и растениеводства OSU.
По словам профессора Мэки и его коллег, P.stewartii содержит бактериальный фактор вирулентности (белок под названием WtsE), который инициирует мобилизацию пищи и воды в пространства, где обитает бактерия. На полях жуки кукурузного блоха переносят и помещают эти бактерии в раны, которые жуки создают во время питания на стеблях и листьях растений. После заражения растений бактерии сначала паразитируют на клетках хозяина и резко размножаются, а затем начинают убивать клетки растений (этот процесс называется "биотрофия").
"До сих пор не было целенаправленных усилий по контролю доступности питательных веществ как средства борьбы с Pantoea stewartii или другими патогенными для растений бактериями, которые в своей вирулентности полагаются на белки, подобные WtsE", - говорит профессор Макки. "Это открывает перед нами возможность изучить механизм того, как WtsE достигает этого. Как он манипулирует клетками растений?"
Проникая в проростки кукурузы с большой дозой инфекционных бактерий, исследователи обнаружили, что белки WtsE переносятся из бактерий в клетки растений, подавляя иммунитет растения и способствуя доступности воды и питательных веществ в апопласте растения (относительно сухом отсеке изнутри растительной ткани). Белки вызывают накопление воды в апопласте и создают питательные вещества, которые служат источниками азота и углерода для бактерий, помогая им процветать и размножаться.
"Это не похоже на то, что бактерии пришли и съели то, что уже было доступно. Растения передают источники углерода и азота в апопласт, где они усваиваются бактериями". Кроме того, метаболические сети растений реагируют на истощение запасов, производя больше этих соединений. Это действительно динамичный процесс, и эффектор WtsE управляет этим процессом", - заключил профессор Макки.
Исследование опубликовано в журнале Cell Host & Microbe.
