Растения могут управлять собственными микробиомами
Листья растений могут показаться непритязательными, но под их глянцевой поверхностью скрывается удивительное открытие: они покрыты разнообразными молекулами РНК (рибонуклеиновой кислоты).
Это открытие способно перевернуть наше представление о биологии растений и взаимодействии между ними и окружающей средой.
Исследование проводилось под руководством Люсии Борниего и Мину Сингла-Растоги, постдокторантов из Университета Индианы в Блумингтоне, а также Роджера Иннеса, профессора биологии.
Исследование позволяет по-новому взглянуть на сложные взаимоотношения между растениями и микробами.
«Больше всего нас радует то, что это открытие указывает на то, что растения могут контролировать свои микробиомы, отчасти регулируя экспрессию генов у микробов с помощью межцарственной РНК-интерференции, также известной как РНКи», - говорит Иннес.
Но что это значит и почему это так важно?
Революционное открытие: РНК растений на поверхности листьев
РНК, хрупкая молекула, обычно быстро разрушается вне клетки, если ее не защитить. Однако данное исследование показало, что растения выделяют жизнеспособную РНК на поверхность листьев, где она остается удивительно стабильной.
Это открытие позволяет предположить, что РНК, выделяемая растениями, может напрямую влиять на микробные сообщества на поверхности листьев, участвуя в межцарственном РНКи - процессе, когда РНК одного организма влияет на экспрессию генов в другом.
Кросс-кингдомный РНКи не является чем-то новым в биологии. Ученые давно знают, что организмы могут обмениваться РНК для регулирования генов. Но примечательна идея о том, что растения могут использовать этот механизм для взаимодействия с микробами, которые колонизируют их поверхности.
«Только недавно было показано, что РНК, произведенные одним организмом, могут быть поглощены другим организмом и затем вступить в базовую пару с РНК организма-реципиента», - объясняет Иннес. РНК-интерференция, по-видимому, происходит практически во всех живых организмах.
Роль РНК и полисахаридов в растениях
Исследовательская группа обнаружила большое количество РНК на поверхности листьев Arabidopsis thaliana, модельного растения, широко используемого в научных исследованиях.
Эти РНК были стабильны, вероятно, потому, что они образовывали конденсаты с полисахаридами, такими как пектин.
Как компонент клеточной стенки растений, пектин, по-видимому, играет защитную роль, обеспечивая сохранность молекул РНК вне растительных клеток.
Последствия этого очень глубоки. Стабильная РНК на поверхности листьев означает, что микробы, колонизирующие эти участки, подвергаются воздействию растительной РНК. Это воздействие может влиять на экспрессию генов микроорганизмов, потенциально определяя, какие виды микроорганизмов могут процветать на поверхности листьев.
