Buğday ve arpa gibi birçok tahıl ürünü, külleme olarak adlandırılan enfeksiyonun neden olduğu yıkıcı fungal hastalıkların kurbanıdır. Bitkiler ve külleme arasındaki önemli bir savaş alanı, bitki bağışıklık reseptörleri ve patojen efektörleri, enfeksiyon oluşturmak için patojenler tarafından konakçı hücrelere verilen moleküller arasındaki etkileşimdir.
Bu efektörler ve bağışıklık reseptörleri, fungusun adaptif bağışıklık reseptörleri tarafından tanınmaktan kaçınmak ve virülans aktivitesini sürdürmek için efektör repertuarını sürekli olarak adapte etmesi gereken moleküler bir silahlanma yarışına kilitlenmiştir.
Bununla birlikte, bireysel fungus soyları için yüzlerce olabilen bu çok sayıda efektörün yapıları ve işlevleri tam olarak karakterize edilmemiştir.
Şimdi, Köln’deki Max Planck Bitki Islahı Araştırma Enstitüsünde Direktör olan Paul Schulze-Lefert ve Çin’deki Westlake Üniversitesi, Hangzhou ve Tsinghua Üniversitesinde görev yapan Jijie Chai liderliğindeki Almanya, İsviçre ve Çin’den bilim insanları, farklı alt familyalardan çeşitli külleme efektörlerinin yapılarını rapor ettiler.
Bu yapılar, efektörlerin bağışıklık reseptörleri tarafından tanınmaktan kaçınmalarını sağlayan bazı yerel varyasyonlarla ortak bir yapısal iskeleyi nasıl benimsediklerini göstermektedir. Bulguları Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlandı.
İlk yazarlar Yu Cao ve Florian Kümmel ile meslektaşları, bilim insanlarının elektron yoğunluğuna dayalı olarak bir moleküldeki atomların konumlarını tespit etmelerini sağlayan bir teknik olan X-ışını kristalografisini kullanarak, arpa ve buğdayı enfekte eden iki farklı külleme hastalığından beş farklı efektörün yapılarını elde ettiler. Çarpıcı bir şekilde, efektörler arasındaki benzerlik DNA sekansı düzeyinde çok düşük olmasına rağmen, hepsinin haustoryum (emeç) ile ilişkili RNase benzeri proteinlerden sonra RALPH olarak bilinen ortak bir yapısal katlanmayı benimsediği bulundu.
Bu yapıların analizi, gerçekten RNA moleküllerine bağlanan ve onları parçalayan RNaz enzimlerine benzer olduklarını ortaya koydu. İlginç bir şekilde bununla birlikte, bu efektörlerin herhangi bir RNaz aktivitesine sahip olmadıkları görüldü. Bunun yerine; yazarlar, RALPH iskeletinin, enfeksiyonla ilişkili kritik süreçler, örneğin fonksiyonel efektörlere montaj ve biyolojik membranları geçme yeteneği için önemli olabileceğini öne sürüyor. RALPH iskeletindeki lokal yapısal değişiklikler, efektörlerin farklı konak proteinleriyle ilişki kurabilmesini ve böylece enfeksiyona izin vermesini açıklayabilir.
Bir RALPH efektörünün yapısal şablonunu anlayan araştırmacılar daha sonra efektör farklılaşmasının bağışıklık sisteminden kaçışa yol açtığı durumlarda bağışıklık reseptörleri ve efektörler arasında tanıma mühendisliği yapıp yapamayacaklarını belirlemek üzere yola çıktılar.
Dikkat çekici bir şekilde, farklılaşmış sekanslı bir efektörü, belirli bir bağışıklık reseptörü tarafından tanınan bir efektöre dönüştürmek için altı amino asit değişiminin yeterli olduğunu buldular. Ek efektör-reseptör çiftlerinin analizi, yazarların her bağışıklık reseptörünün karşılık gelen efektörünün yüzeyinde büyük ölçüde farklı parçaları tespit ettiği sonucuna varmasını sağladı.
Paul Schulze-Lefert “Bilimdeki önemli buluşlardan biri, bitkiler ve patojenler arasındaki moleküler silahlanma yarışının, paylaşılan üç boyutlu protein mimarisi içindeki lokal yapısal değişikliklerle açıklanabilmesi durumudur.” dedi.[1]Structural insights illuminate the arms race between crop plants and fungal pathogens
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | Structural insights illuminate the arms race between crop plants and fungal pathogens |
|---|
