تفتح التفاعلات المكتشفة مؤخرًا بين البروتينات النباتية والفيروسية طرقًا جديدة لجعل النباتات مقاومة للفيروسات ، وبالتالي حماية غلة المحاصيل في الظروف المناخية المتغيرة.
العديد من الأمراض التي تسببها الفيروسات النباتية الشائعة تقلل من محاصيل النباتات الغذائية الهامة. في أسوأ الحالات ، يمكن لفيروسات البطاطس ، من بين أمور أخرى ، تدمير ما يصل إلى 80٪ من المحاصيل في الحقول المصابة.
النباتات ليست أعزل تمامًا ضد الفيروسات ، على الرغم من أنها تفتقر إلى جهاز مناعة مثل ذلك الموجود في البشر. بالنسبة للخلايا النباتية ، فإن آلية الدفاع الأساسية ضد العدوى الفيروسية هي إسكات الجينات. من خلال الاستفادة من هذه الآلية ، تحدد الخلايا النباتية المادة الوراثية الأجنبية التي تنشأ في الفيروس وتقطعها إلى قطع صغيرة.
وبدورها ، توجه هذه الأجزاء من الجينوم بروتينات الخلايا النباتية للتعرف على الجينومات الفيروسية وتدميرها. ونتيجة لذلك ، ينتهي إنتاج البروتينات الفيروسية ، والتي تُفسَّر على أنها "إسكات" للجينات الفيروسية. رد دفاعي ناجح يمنع الفيروس من الانتشار في النبات ، "يقول Docent كريستينا ماكينين من كلية الزراعة والغابات ، جامعة هلسنكي.
يمكن للفيروسات اختطاف نظام دفاع النبات
في الوقت نفسه ، تمتلك الفيروسات أيضًا وسائل يمكن من خلالها مقاومة آليات دفاع النبات المضيف وتخريبها. تقوم مجموعة بحثية متخصصة في علم الفيروسات النباتية ، بقيادة ماكينن ، بالتحقيق في التفاعل بين فيروس البطاطس أ وبروتينات النبات المضيف. تجد ماكينن ومجموعتها بروتينًا فيروسيًا مثيرًا للاهتمام بشكل خاص ، لأنه موجه ضد نظام دفاع النبات.
هذا البروتين قادر ليس فقط على منع إسكات الجينات ، ولكن أيضًا لتسخير العوامل المشاركة في العملية لخدمة كل من تكاثر الفيروس وتشكيل جزيئات فيروسية جديدة. بعبارة أخرى ، يجبر الفيروس ، إذا جاز التعبير ، نظام دفاع النبات على العمل ضد الغرض المقصود منه ، لصالح العامل الممرض ".
تلعب الجينات دورًا في المقاومة - هناك حاجة إلى تقنيات تربية النباتات الحديثة
أظهرت الدراسات التي أجريت على النباتات المقاومة للفيروسات بشكل طبيعي أن مقاومتها غالبًا ما تستند إلى طفرات في جينوم النبات تمنع التفاعل بين البروتينات الفيروسية والنباتية. لتوظيف هذه الطفرات في تربية النبات ، باحث جامعي مايا بولاري ترى أنه من الضروري البدء في استخدام تقنيات تربية النباتات الحديثة.
"على سبيل المثال ، تتيح تقنية CRISPR / Cas9 ، التي تم منحها للتو جائزة نوبل في الكيمياء ، إمكانية استهداف الطفرات المضادة للفيروسات في مكان محدد في جينوم النبات. هذه خطوة كبيرة إلى الأمام مقارنة بتربية النباتات التقليدية ، والتي تعتمد على استخدام المواد الكيميائية المسببة للطفرات والإشعاع "، يضيف بولاري.
اكتشف التفاعلات بين البروتينات النباتية والفيروسية بواسطة مجموعة أبحاث كريستينا ماكينن تقدم أهدافًا جديدة لتكاثر المقاومة ضد فيروس البطاطس في النباتات المضيفة. هدف الباحثين هو تحديد مكون في البروتينات النباتية التي تتلامس من خلالها مع البروتينات الفيروسية.
"عندما يتم تعديل البروتينات بحيث يتم منع التفاعل ، قد تستعيد آلية إسكات الجينات في النبات اليد العليا للفيروس. تقلل السلالات المقاومة للفيروسات المستخدمة في الزراعة الخسائر التي تسببها الأمراض الفيروسية ، وبالتالي تحسين الغلة. علاوة على ذلك ، من المحتمل أن يتم تخفيف العبء الكيميائي للبيئة ، حيث يتم تقليل كمية المواد الكيميائية المستخدمة في منع حشرات المن ، "تلاحظ كريستينا ماكينين.
مرجع:
بولاري M ، De S ، Wang A ، Mäkinen K (2020) يقوم مثبط الإسكات الفيروسي بتجنيد وتوظيف ARGONAUTE1 في الوظائف المؤيدة للفيروسات. بلوس باثوج 16 (10): e1008965.
De S، Pollari M، Varjosalo M، Mäkinen K (2020) تعد رابطة البروتين المضيف VARICOSE مع HCPro داخل مجمع متعدد البروتينات أمرًا ضروريًا لإسكات RNA ، والترجمة ، والتغليف ، والانتشار الجهازي لعدوى فيروس البطاطس A. بلوس باثوج 16 (10): e1008956.
