Растения гораздо более коварны, чем мы думали ранее. Ученые недавно обнаружили, что стрела, проблемное паразитическое растение, наносящее ежегодный ущерб в миллионы долларов посевам, фактически может взламывать гены своего хозяина.
Вы правильно прочитали. Паразитическое растение может взламывать гены своего хозяина, делая хозяина более уязвимым в будущем.
Мы уже знали, что существует мох, который может удалять мышьяк из воды. Мы только что узнали, что растения могут учиться реагировать на раздражители подобно животным. Растения могут исцелять нас. Они улучшают настроения просто своим существованием. Но растения, которые могут взламывать гены других живых существ - это совершенно новое.
Это исследование довольно техническое, но держитесь — мы сделаем его понятным.
Стрела может передавать РНК своим хозяевам. РНК фактически служит в роли посыльного, помогая живым существам переносить инструкции из ДНК дальше. МикроРНК — это подвид РНК, который специально помогает другим типам РНК включать или выключать гены.
Вспомните свои знания по биологии колледжа с помощью этого видео или просто помните, что микроРНК может выключать гены, взаимодействуя с другими типами РНК. По крайней мере одно паразитическое растение использует микроРНК в качестве оружия.
Некоторое время исследователи не понимали, почему стрела делится РНК с хозяевами.
Исследователи только что обнаружили причину. МикроРНК стрелы фактически выключала гены в растении-хозяине, делая его более уязвимым для атаки со стороны стрелы.
Они все еще точно не знают, как это работает.
Джим Уэствуд, один из исследователей, автор оригинальной работы, открыто говорит о значимости их открытий. В интервью Virginia Tech News он сказал: «Взаимодействие хозяин-паразит включает использование микроРНК как вестников гибели. Они захватывают информацию у хозяина… МикроРНК — новый класс оружия в войне.»
Исследователи уже некоторое время изучают микроРНК как возможный способ общения (и нападения) растений друг на друга. Исследование 2016 года показало, что паразитические сорняки могут красть генетическую информацию у своих хозяев и использовать её для дальнейших атак.
Теперь, когда исследователи знают, что делает стрела для ослабления защит хозяина, они обращают внимание на то, как именно она это делает. Как только они поймут механизм такого скрытого нападения, смогут разработать контрзащиту.
Так как паразитические растения наносят большой ущерб важным культурам каждый год, понимание способов контроля стрелы является приоритетом для промышленного сельского хозяйства. Стрела является то, что называют обязательным паразитом, то есть она не может выжить без растения-хозяина.
Как паразитическое растение вводит свою микроРНК в хозяина
Стрела использует те же механизмы для кражи питательных веществ и передачи микроРНК. Это паразитическое растение проникает в сосудистую систему своих хозяев, крадя воду и питательные вещества. Обычно растение-хозяин включает защитные реакции, как только понимает, что его „взломали“.
Многие растения, подвергшиеся нападению паразита, создают сгустительные белки, которые останавливают поток питательных веществ к поражённому участку. Исследователи показали, что микроРНК стрелы нацелена на гены, которые отвечают за это сгустительное поведение. Эти гены очень похожи у большого числа видов, что означает, что стрела может атаковать множество растений, используя одну и ту же стратегию микроРНК.
Атака на гены, кодирующие белки, участвующие в сгустках, кажется косвенной. На самом деле, эта стратегия атаки позволяет стрелe получить непрерванный поток питательных веществ от хозяина. Вместо того, чтобы пытаться справиться со снижением потока питательных веществ, микроРНК стрелы просто заставляет растение-хозяина свободно делиться ими.
Честно говоря, это довольно жутко.
Исследователи также подозревают, что атаки, основанные на микроРНК, более распространены среди растений и грибов, чем мы думали ранее. Разработка способа защиты важных культур от паразитических растений может сэкономить фермерам миллионы долларов ежегодно.