植物がゾンビになる方法

研究者は、細菌性植物病の分子的原因を解明します

フィトプラズマによる感染の発症は、通常の花びらの代わりにこのアスターを引き起こします(右)。 ©アラン・ロランス
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庭のホラーシナリオ:寄生細菌は、植物を無防備な繁殖地に変えます。 重要なのは、ドイツの遺伝学者が発見したように、花の発達を制御するタンパク質の模倣です。 細菌の偽のコピーは、花の代わりに植物を残します。 細菌感染はまだ予防できません。

植物と昆虫は通常牧歌的に一緒に暮らし、互いに恩恵を受けます。顕花植物は花蜜と花粉を食物として供給しますが、昆虫は花に受粉し、植物の生存を保証します。 しかし、この田園地帯では時折ホラーシナリオが発生します。昆虫の中のいくつかのセミは、植物に大きな災害をもたらし、そこから逃げることはできません。 「昆虫は植物のライフサイクルを破壊する、いわゆるファイトプラズマと呼ばれるバクテリアを運びます」と、フリードリヒ・シラー大学イエナ(FSU)のギュンター・タイセンは説明します。

「植物は死んで生きる」

花の代わりに、感染した標本は発育阻害された葉の構造のみを形成します。 受粉するものは何も残っておらず、植物はもはや性的に繁殖できません。 果物の栽培者と庭師は、リンゴの木のいわゆる「ほうきの成長」としてこの侵入を知っています。 ブドウ栽培や植物育種においても、そのようなフィトプラスモセンは何度も損失をもたらします。 「これらの植物は生きたまま死んでしまい、バクテリアを広めるのに役立つだけです」と遺伝学者は説明する。 したがって、科学者たちはそのような寄生植物を「ゾンビ」と呼んでいます。

タイセン周辺のチームは現在、パズルの重要な部分を解明しました。これは、寄生菌が植物の成長を破壊的に妨げるためです。 ゾンビの存在の主な原因は、SAP54と呼ばれる細菌由来のタンパク質です。 「その構造はタンパク質に非常によく似ており、他のタンパク質と一緒に植物内で調節複合体を形成し、正常な花の発達を保証します」とFSUの筆頭著者FlorianRümpler氏は言います。

侵入が進むと、植物は肥沃な葉を生成せず(左上)、発育不良の葉と栄養芽(下)を生成します。 アラン・ロランス

葉および他の植物器官の発現のための遺伝子は、いわゆるMADSドメインタンパク質によって調節されています。 あるモデルでは、研究者はSAP54がこれらのタンパク質を完全に模倣することを示しました。 これにより、「実際の」タンパク質が抑制され、通常の調節機能を実行できなくなります。 「これにより、花びらや器官の形成が防止されます」と、Rmpler氏は説明します。 ディスプレイ

感染を防ぐ方法はありません

しかし、なぜタンパク質分子が非常に似ているのかはまだ不明です。 「両方のタンパク質が共通の起源に戻ることは考えられます」とR mplerは言います。 しかし、科学者はこれはありそうもないと考えています。 一方、彼らは細菌のタンパク質が進化の過程で植物のタンパク質に徐々に近づき、宿主に非常に正確に適応したと疑っています。

ある時点で新しい調査結果を実際に使用できるかどうかは、まだ不明です。 「今では感染プロセスをよりよく理解しているとしても、それを防ぐ方法は今のところありません」と研究ディレクターのThei enは述べました。 それにもかかわらず、彼と彼の同僚は、新しい発見をさらなる基礎研究のための有望なアプローチと考えています。 例えば、植物質の侵入の結果は、進化の過程で花の形成をよりよく理解するのに役立つかもしれません。 (2015年の植物科学の動向、doi:10.1016 / j.tplants.2015.08.004)

(フリードリヒ・シラー大学イエナ、2015年10月19日-AKR)