26.02.2020
PL EN
17.12.2019 aktualizacja 17.12.2019

Nieznane dotąd białko odkryli m.in. Polacy

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

Nieznane dotąd białko efektorowe odkryli i przebadali m.in. Polacy. Może ono wywoływać zmiany chorobowe w roślinach, przyczyniając się m.in. do obumierania liści. Dalsze badania mechanizmu jego działania mogą zaś prowadzić do opracowania nowych terapii antynowotworowych czy środków ochrony roślin.

Odkrycia dokonali naukowcy ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie we współpracy z naukowcami z University of Texas Southwestern Medical Center z Dallas w USA oraz z Instytutem Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk.

Jak informuje w komunikacie biuro prasowe SGGW, cztery lata temu Marcin Gradowski w ramach pracy magisterskiej w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego poszukiwał kinaz efektorowych (rodzaj białek) w klasie kilku rodzin bakterii - Gammaproteobakterii. W gatunku bakterii gramujemnych - Pseudomonas syringae trafił wtedy na białko efektorowe HopBF1, które do znanych kinaz podobne było w niewielkim stopniu.

Dr hab. Krzysztof Pawłowski – promotor pracy magisterskiej Marcina Gradowskiego – pokazał odkryte białko dr. Vincentowi Tagliabracciemu z University of Texas Southwestern Medical. To właśnie on wraz z zespołem prof. Jacka Henninga z Instytutu Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk rozwinął projekt badawczy białka. Wyniki ich prac opisano w prestiżowym dla biologów czasopiśmie „Cell”. Głównymi autorami pracy są dr Vincent Tagliabracci oraz jego doktoranci – Victor Lopez i Brenden Park.

Pseudomonas syringae to bakteria patogenna roślin, która stosuje białka efektorowe, aby „namieszać” w komórkach gospodarza na swoją korzyść. Odkryte przez naukowców białko HopBF1 wpuszczone w ciało komórki gospodarza - rośliny - oddziałuje na białko opiekuńcze HSP90 – udając jego białko. Białka opiekuńcze wspomagają proces samodzielnego fałdowania się – kształtowania kilku białek (m.in. kinaz białkowych lub receptorów wrodzonej odporności). Zapobiegają tworzeniu się nieprawidłowych wiązań.

"HSP90 jest niezbędnym składnikiem odporności roślin i zwierząt, a patogenne strategie bezpośrednio ukierunkowane na to białko nie zostały dotąd opisane" – wyjaśnia Marcin Gradowski, cytowany w prasowym komunikacie. Białko HopBF1 „zdradziecko” fosforyluje HSP90 (przyłącza fosforan), aby całkowicie zahamować jego aktywność.

Skutkiem "działalności" HopBF1 jest zhamowanie aktywacji receptorów odporności, które wyzwalają reakcje nadwrażliwości HR (ang. hypersensitive response) u roślin. "Jest to mechanizm wykorzystywany przez rośliny w celu uniknięcia rozprzestrzeniania się zakażenia. Polega na szybkim obumieraniu zainfekowanych i sąsiadujących z nimi komórek, czego efektem jest zatrzymanie rozprzestrzenienia się patogenu. Zależna od HopBF1 fosforylacja HSP90 jest wystarczająca do indukcji ciężkich objawów chorobowych (m.in. obumierania tkanek liści) u roślin zakażonych tym patogenem" - tłumaczy Gradowski.

Odkryta przez naukowców kinaza efektorowa wyjaśnia nierozpoznany „zdradziecki” mechanizm, przez który patogeny bakteryjne modulują odporność gospodarza. Poznanie tego mechanizmu może dać możliwość leczenia nowotworów - czytamy w prasowym komunikacie SGGW. Za pomocą HopBF1 można by było zablokować białka HSP90, które promują wzrost i przetrwanie wielu komórek nowotworowych. Do tego potrzeba jeszcze wielu badań, ale odkrycie daje nadzieję na walkę z nowotworami i innymi chorobami u ludzi np. z chorobą Alzheimera.

"Jeżeli chodzi o rośliny, to możemy tworzyć inhibitory, czyli inaczej blokery kinazy HopBF1, ponieważ jest ona ważnym czynnikiem wirulencji bakterii – mówi Gradowski, cytowany w komunikacie prasowym. – Jej działanie jest wystarczające do wywołania zmian chorobowych w organizmach żywych, m.in. do obumierania liści. A żeby ten proces zatrzymać, potrzebne jest zaprojektowanie specyficznych dla tej kinazy inhibitorów".

Takie inhibitory – sztuczne blokery – można by wykorzystać w praktyce jako nowy środek ochrony roślin. Być może rozprzestrzenianie się niektórych chorób nie byłoby już aż tak problematyczne.

PAP - Nauka w Polsce

ekr/ agt/

Copyright © Fundacja PAP 2020