Rośliny są o wiele bardziej przebiegłe, niż sądziliśmy. Naukowcy niedawno odkryli, że kokorycz, problematyczna roślina pasożytnicza powodująca co roku miliony dolarów strat w uprawach, potrafi właściwie „zhakować” geny swojego żywiciela.

Przeczytałeś to dobrze. Roślina pasożytnicza może hakować geny swojego żywiciela, czyniąc go bardziej podatnym w przyszłości.

Wiedzieliśmy już, że istnieje mech, który potrafi usuwać arsen z wody. Dopiero teraz dowiedzieliśmy się, że rośliny potrafią się uczyć reagować na bodźce podobnie jak zwierzęta. Rośliny potrafią nas leczyć. Poprawiają nasz nastrój tylko przez swoją obecność. Ale rośliny, które mogą hakować geny innych organizmów, to zupełnie nowa sprawa.

To badanie jest trochę techniczne, ale wytrzymaj – przedstawimy to przystępnie.

Kokorycz może wymieniać RNA ze swoimi roślinami żywicielskimi. RNA działa zasadniczo jak posłaniec, pomagając organizmom przekazywać instrukcje zapisane w DNA. MikroRNA to podzbiór RNA, który pomaga innym typom RNA włączanie lub wyłączanie genów.

 

Odśwież swoją wiedzę z biologii na poziomie uczelni dzięki temu filmowi, albo po prostu zapamiętaj, że mikroRNA może wyłączać geny przez interakcję z innymi typami RNA. Co najmniej jedna roślina pasożytnicza wykorzystuje mikroRNA jako broń.

 

Przez pewien czas naukowcy nie wiedzieli, dlaczego kokorycz wymienia RNA ze swoimi żywicielami. 

 

Naukowcy właśnie odkryli powód. MikroRNA kokoryczy faktycznie wyłącza geny w roślinie żywiciela, czyniąc ją bardziej podatną na ataki kokoryczy.

Wciąż nie wiedzą dokładnie, jak to wszystko działa.

Jim Westwood, jeden z badaczy, który był współautorem oryginalnych badań, nie ukrywa znaczenia ich odkryć. W wywiadzie dla Virginia Tech News powiedział: „Interakcja żywiciel-pasożyt polega na wykorzystaniu mikroRNA jako posłańców zagłady. Przejmują informacje od żywiciela… MikroRNA to nowa klasa broni wykorzystywana w wojnie.”

Naukowcy od jakiegoś czasu badają mikroRNA jako potencjalny sposób komunikacji roślin między sobą (i do przeprowadzania ataków). Badania z 2016 roku wykazały, że pasożytnicze chwasty mogą kraść informacje genetyczne od swoich żywicieli i wykorzystywać je do dalszych ataków.

Teraz, gdy naukowcy wiedzą, co robi kokorycz, by osłabić obronę żywiciela, skupiają się na badaniu, jak to dokładnie robi. Gdy zrozumieją mechanizm tego podstępnego ataku, będą mogli opracować przeciwdziałania.

Ponieważ rośliny pasożytnicze co roku wyrządzają ogromne szkody ważnym uprawom, opracowanie metod kontrolowania kokoryczy jest priorytetem dla rolnictwa przemysłowego. Kokorycz to także pasożyt obligatoryjny, co oznacza, że nie jest w stanie przetrwać bez rośliny żywicielskiej.

 

 

Jak roślina pasożytnicza przekazuje swoje mikroRNA do żywiciela

 

Kokorycz wykorzystuje te same mechanizmy do kradzieży składników odżywczych i wymiany mikroRNA. Ta roślina pasożytnicza łączy się z systemem naczyniowym roślin żywicielskich, kradnąc wodę i składniki odżywcze. Zazwyczaj roślina żywicielska wprowadza obronę, gdy zdaje sobie sprawę, że została „zhakowana”.

Wiele roślin atakowanych przez pasożyty wytwarza białka powodujące zlepianie się komórek, które zatrzymują przepływ składników odżywczych do zaatakowanego miejsca. Badacze wykazali, że mikroRNA kokoryczy atakuje geny kodujące to zlepianie się. Geny te są bardzo podobne u różnych gatunków, co oznacza, że kokorycz może zaatakować różne rośliny jednym rodzajem mikroRNA.

Atakowanie genów odpowiedzialnych za produkcję białek zlepiających się może wydawać się niebezpośrednie. W rzeczywistości ta strategia powoduje, że kokorycz uzyskuje nieprzerwany przepływ składników odżywczych od żywiciela. Zamiast zmagać się z ograniczonym przepływem składników, mikroRNA kokoryczy zmusza roślinę żywiciela do swobodnego dzielenia się nimi.

Szczerze mówiąc, to trochę przerażające.

Naukowcy podejrzewają też, że ataki oparte na mikroRNA są bardziej powszechne wśród roślin i grzybów, niż wcześniej sądzono. Opracowanie metod obrony ważnych upraw przed roślinami pasożytniczymi mogłoby zaoszczędzić rolnikom miliony dolarów rocznie.