You are what you eat - Ты есть то, что ты ешь

Ох и неймётся мне достучаться до немногочисленных гомо, имеющих явные признаки сапиенсов. И вновь пошагово буду раскрывать тему о новейших открытиях, новостях генной инженерии и технологиях (Genetic Engineering and Technology News). 

В прошлой работе шла речь об одном из самых распространённых паразитов для млекопитающих, включая человека, чьей отличительной способностью является прохождение через гематоэнцефалический барьер, поражение мозга с последующим манипулированием поведением своего хозяина. И работа была посвящена генной модификации этого паразита, с декларируемыми благими намерениями, которыми без сомнения выстлана дорога...   https://cont.ws/@h5n1/2249682

Работа, о которой я упомянул выше, содержала тезис, что генная инженерия, проведённая над паразитом Токсоплазма гондии (Toxoplasma gondii), «в отличие от многих других спорных применений генной инженерии, … также НЕ влияет на производство продуктов питания и, следовательно, НЕ представляет собой прямого вмешательства в пищевую цепь».

Ниже рассмотрим другую новейшую технологию, позволяющую осуществлять прямое вмешательство в пищевую цепь. И конечно, и эта работа преподноситься, как невероятное благо, имеющее исключительно гуманитарные цели. Безусловно, разумный читатель, при дальнейшем чтении, должен держать в уме возможные риски, если что-то пойдёт не так, или даже намеренную диверсию, предполагающую либо гарантированное уничтожение генномодифицированной пищевой культуры, при попытке её воспроизводства не под контролем разработчика, либо серьёзный вред для здоровья человека, употребляющего в пищу эту растительную культуру, вплоть до летального исхода, если потребитель попытается "спрыгнуть с иглы".

Бактериальная молекула, превращающая растения в зомби, может указывать на новую стратегию защиты растений

https://www.genengnews.com/top...

Результаты исследований на модели растительного организма позволяют предположить, что недавно открытый механизм, используемый паразитическими бактериями для замедления старения растений, может указывать на новый подход к защите продовольственных культур, которым угрожают болезни. Исследование, проведенное учеными из Центра Джона Иннеса, идентифицировало молекулу под названием SAP05, которую бактерии Phytoplasma производят и используют для управления развитием растений. Находясь внутри зараженного растения, белок вызывает распад ключевых регуляторов роста, вызывая аномальный рост.

Саския Хогенхаут, имеющая докторскую степень, профессор Центра Джона Иннеса и автор-корреспондент опубликованного отчета команды в журнале Cell, сказала: «Фитоплазмы — яркий пример того, как влияние генов может выходить за пределы организмов, воздействуя на окружающую среду. Наши результаты проливают новый свет на молекулярный механизм, лежащий в основе этого расширенного фенотипа, и могут помочь решить серьезную проблему производства продуктов питания. Мы подчеркиваем многообещающую стратегию создания растений для достижения уровня стойкости сельскохозяйственных культур к фитоплазмам». Хогенхаут и её коллеги описали свои выводы в статье под названием «Паразитическая модуляция развития хозяина путем убиквитин-независимой деградации белка».

Паразиты манипулируют организмами, за счет которых они живут, в соответствии со своими потребностями, иногда радикальным образом. Например, некоторые растения, зараженные определенными типами паразитов, претерпевают такие обширные изменения, что их называют «зомби». Растения могут перестать размножаться и служить только средой обитания и хозяином для паразитических патогенов. Но до сих пор было мало понимания того, как это происходит на молекулярном и механистическом уровне.

Фитоплазмы принадлежат к группе бактерий, известных своей способностью перепрограммировать развитие растений-хозяев. Фитоплазмы являются строгими облигатными паразитами и имеют двойной цикл хозяина, который чередуется между растениями и насекомыми. Эта группа бактерий часто отвечает за «ведьмины метлы», наблюдаемые на деревьях, которые появляются, когда чрезмерное количество ветвей срастается вместе. Густые наросты являются результатом того, что растение застряло в вегетативном «зомбированном» состоянии, неспособном воспроизводиться и, следовательно, переходит в статус «вечно молодого».

Как объяснили авторы, «фитоплазмы заражают большинство видов сосудистых растений и часто вызывают массовые изменения в строении растений, такие как чрезмерное разрастание побегов и ветвей (ведьмины метлы) и ретроградное развитие цветков в листовидные органы (филлодия)… зараженные растения называют «зомби-растениями», потому что они демонстрируют обширные изменения внешнего вида, перестают воспроизводиться и, по-видимому, служат исключительно средой обитания для фитоплазменных патогенов и их насекомых-переносчиков». Бактерии Phytoplasma также могут вызывать разрушительные болезни сельскохозяйственных культур, такие как желтая астра, которая вызывает значительные потери урожая как зерновых, так и листовых культур, таких как салат, морковь и злаки.

Недавно опубликованные результаты показали, как бактериальный белок SAP05 манипулирует растениями, используя некоторые из собственных молекулярных механизмов хозяина. Этот механизм, называемый протеасомой, обычно расщепляет белки, которые больше не нужны внутри растительных клеток. SAP05 захватывает этот процесс, заставляя растительные белки, важные для регуляции роста и развития, эффективно отправляться в центр молекулярной переработки. Без этих белков развитие растения перепрограммируется в пользу бактерий, вызывая рост множества вегетативных побегов и тканей и приостанавливая старение растения.

С помощью генетических и биохимических экспериментов на модельном растении Arabidopsis thaliana команда подробно раскрыла роль SAP05. Они обнаружили, что SAP05 связывается непосредственно с белками развития растений, а также взаимодействует с субъединицей 26S протеасомы RPN10. «… мы обнаружили, что эффектор фитоплазмы, SAP05, связывает и опосредует деградацию нескольких членов двух разных семейств факторов транскрипции, семейства SPL и семейства GATA, что приводит к замедлению старения растений и одновременному размножению вегетативной ткани и побегов», — исследователи отмеченный. Факторы транскрипции SPL играют законсервированную роль в контроле фазовых переходов в развитии сосудистых растений, в то время как факторы транскрипции GATA регулируют развитие органов растений, сроки цветения и модели ветвления у двудольных и однодольных растений, пояснили исследователи.

Это прямое связывание является недавно открытым способом деградации белков. Обычно белки, которые расщепляются протеасомой, заранее метятся молекулой, называемой убиквитин, но этого не происходит в механизме, возникающем в результате заражения фитоплазмой. «SAP05 опосредует деградацию посредством независимого от убиквитинирования механизма, кооптируя 26S убиквитиновый рецептор RPN10, который является высококонсервативным у эукариот», — прокомментировали ученые. «RPN10 находится внутри регуляторной частицы 19S протеасомы 26S и служит одним из основных рецепторов убиквитина, привлекающих убиквитинированные белки для протеасомной деградации».

Белки развития растений, на которые нацелен SAP05, аналогичны белкам, обнаруженным у животных. (Вот здесь АХТУНГ, поскольку следующее исследование с модифицированным регуляторным белком очевидно напрашивается и получение «результата» весьма возможно) Команде было любопытно посмотреть, влияет ли SAP05 на насекомых, которые переносят бактерии с растения на растение. Они обнаружили, что структуры этих белков-хозяев у животных достаточно различаются, чтобы они не взаимодействовали с SAP05, и поэтому белок не влияет на насекомых. «RPN10 высококонсервативен среди эукариот, но SAP05 не связывается с вектором насекомых RPN10», — далее заявила команда.

Результаты исследования позволили команде точно определить только две аминокислоты в протеасомной единице, которые необходимы для взаимодействия с SAP05. Их исследование показало, что если заменить растительные белки на две аминокислоты, содержащиеся в белке насекомых, они больше не будут разлагаться SAP05, предотвращая аномальный рост ведьминой метлы. «Специфичность связывания SAP05 с RPN10 может зависеть всего от двух аминокислот, которые, как ни странно, являются одним из немногих различий в последовательностях между доменами vWA RPN10 растений и человека/животных», — объяснили исследователи. «Замена двумя аминокислотами в растительном RPN10 создает функциональный вариант, устойчивый к активности SAP05». (Иными словами, до создания возможного биооружия осталось пол шага…)

Это открытие дает возможность настроить только эти две аминокислоты в сельскохозяйственных культурах — например, с помощью технологий редактирования генов, таких как CRISPR-Cas, — что может обеспечить длительную устойчивость к фитоплазмам и эффектам SAP05. «Наша модель описывает механистическую основу того, как облигатные паразиты могут вызывать сложные и существенные фенотипические изменения у своих хозяев таким образом, чтобы способствовать их передаче на другие трофические уровни», — сделала вывод команда исследователей. «Следовательно, введение однонуклеотидных изменений в гены RPN10 (например, с помощью технологий CRISPR-Cas…) является перспективной стратегией для достижения стойкой устойчивости сельскохозяйственных культур к фитоплазмам».

И традиционное ИТОГО по телу этой статьи и её предшественницы: