В одном из июньских номеров журнала "Nature" (2001, Т. 411, № 6839) помещена подборка статей, посвященных исследованиям в области биохимии, молекулярной биологии и генетической инженерии растений. Одно из центральных мест в современной биохимии растений занимает проблема устойчивости растений к патогенам. В статье J.L. Dangl and J.D.G. Jones (С. 826-833) говорится о том, что растения постоянно испытывают биотический стресс в результате атаки множества потенциальных патогенов: грибы, бактерии, нематоды, насекомые используют продукты фотосинтеза, а вирусы к тому же осуществляют свою репликацию за счет растения-хозяина. Растения выработали изощренные механизмы восприятия таких нападений и его перевода в адаптивный ответ. Рассматривая ключевые концепции устойчивости растений к патогенам, авторы указывают на существенное отличие иммунитета растений от иммунитета животных, и в то же время находят удивительные параллели в действии этих систем. Попытки получить растения, устойчивые к болезням, стали предприниматься с момента открытия генов устойчивости. Несмотря на то, что из-за сложности передачи сигнала "болезнь–устойчивость" и полнейшего различия механизмов устойчивости у разных патогенов коммерчески доступных растений с длительной устойчивостью к болезням получить пока не удалось, есть все основания ожидать, что такие генно-инженерные продукты скоро будут получены (M.H. Stuver, J.H.H.V. Custers, p. 865-868). Достижения молекулярных технологий вместе с мощными современными генно-инженерными подходами привели к более полному пониманию механизмов, которые лежат в основе сложных путей биосинтеза растительных продуктов. Вместе с тем получены доказательства важности растительных метаболитов в защите хозяина. Главной стратегией молекулярных биологов сейчас является инженеринг в области метаболических путей растительных веществ (Dixon R.A., p. 843-847). О сложности биосинтетических путей растительных белков свидетельствует работа группы американских ученых (G. Pearce et al., p. 817-820). Множественные формы белковых ферментов известны у животных и дрожжей. К настоящему времени в растениях идентифицированы четыре белка, которые можно отнести к ферментам, но ничего не известно об их множественных формах. Авторы приводят описание двух полипептидных гормонов табака, получаемых путем протеолиза единого предшественника, состоящего из 165 а.к. Несмотря на то, что эти гормоны активируют синтез белков-ингибиторов протеиназ подобно системину томата, состоящему из 18 а.к., они не имеют ничего общего с его структурой. Подобное противоречие не характерно для животных. Еще одно отличие в функционировании системы защиты от патогенов у растений по сравнению с животными обнаружили E. Lam et al. (p. 848-853). Ответ растения на инфицирование патогенами сопровождается быстрой гибелью клеток вокруг места инфицирования. Этот ответ связан с ограничением роста патогена и представляет собой форму программируемой клеточной гибели. В недавних исследованиях было показано, что у животных геном митохондрий играет важную роль в регуляции программируемой клеточной гибели. Ожидалось, что и растительные митохондрии выполняют подобную функцию. Результаты американских исследователей показали, что многие из регуляторов клеточной гибели, характерные для человека, червей и мух, отсутствовали в геноме Arabidopsis, что указывает на то, что растения используют другие регуляторы этого процесса. Доказательством присутствия элементов сходства в иммунитете растений и животных может служить статья P.V. Waterhouse et al. (р. 834-842). Молчание генов рассматривалось как непредсказуемый и неудобный побочный эффект ведения трансгенов в растения. Сейчас это явление рассматривается как последствие случайного запуска механизма адаптивной защиты растения против вирусов и других транспозоно-подобных элементов. Этот недавно открытый механизм, хотя и отличается механически, имеет много параллелей с иммунной системой млекопитающих. Исследованию защитных функций летучих растительных веществ посвящена статья швейцарского ученого E.E. Farmer (р. 854-856). Контролируемое высвобождение букета летучих веществ из листьев и других вегетативных органов во время атаки травоядными животными помогает растениям отпугивать травоядных или привлекать хищников. Но, как оказалось, летучие вещества выполняют также и другие функции развития и контроля экспрессии генов защиты. Некоторые из этих функций могут включать передачу сигнала на большие расстояния в пределах растения и возможно между растениями. к.б.н. Л. Ковлер
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 2917 посещений с 21.09.2001 |