Ученые Казанского федерального университета исследовали белки бактерий, поражающих сельскохозяйственные растения. Работа осуществлялась в рамках исследования специалистов Института цитологии Российской академии наук.

Ученые КФУ и ИНЦ РАН (Санкт-Петербург) обнаружили перспективные белки-мишени для борьбы с бактериями, поражающими сельскохозяйственные растения. Они выяснили, что один из белков теплового шока (IbpA) напрямую взаимодействует с белком, отвечающим за размножение фитопатогенных бактерий Acholeplasma laidlawii.

Бактерии вида Acholeplasma laidlawii – одни из немногих микоплазм, которые могут жить свободно в почве или в воде, однако в основном они паразитируют на растениях и животных. В частности, бактерия ахолеплазма поражает значимые для сельского хозяйства растения, такие как рис и горох посевной. Жизнедеятельность данных бактерий может приводить к значительным потерям урожая.

Исследователи из РАН вместе с коллегами из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» и Казанского федерального университета изучили белок ахолеплазмы, участвующий в делении данной клетки.

«В ахолеплазме мы изучаем так называемый малый белок теплового шока IbpA, который характеризуется большим количеством функций. В частности, он защищает клетки бактерий от стресса. Нам удалось установить, что IbpA напрямую воздействует на белок FtsZ, отвечающий за клеточное деление микроорганизма, причем не только при стрессе, но и в оптимальных условиях для роста данной бактерии», – ввел в курс дела руководитель группы молекулярной цитологии прокариот и бактериальной инвазии ИНЦ РАН, выпускник Казанского университета Иннокентий Вишняков.

От Казанского федерального университета участие в исследовании приняли: заведующий кафедрой генетики, руководитель НИЛ «Генетика микроорганизмов» Института фундаментальной медицины и биологии Айрат Каюмов, младший научный сотрудник НИЛ «Молекулярная генетика организмов», аспирантка Лилия Чернова.

«Совместные исследования белков теплового шока из ахолеплазмы ведутся с 2014 года, в рамках грантов РФФИ и РНФ. Результаты были отражены в научных публикациях», – уточнил А.Каюмов.

В ходе данной работы ученые определяли локализацию белков в клетке, а также проводили анализ взаимодействия белков in vitro, в том числе с помощью плазмонного поверхностного резонанса – метода, позволяющего исследовать взаимодействие различных биомолекул в режиме реального времени.

«Мы использовали редкое и дорогостоящее оборудование для плазмонного поверхностного резонанса (ППР) Biacore T200. Таких приборов в России не много. Они имеются только в крупных научных центрах», – подчеркнул он.

При этом при повышенной температуре IbpA обеспечивает полимеризацию FtsZ in vitro, вероятно, тем самым обеспечивая возможность деления клетки в неблагоприятных условиях. Это позволяет предложить белки FtsZ и IbpA из ахолеплазмы в качестве потенциальных точек приложения для новых средств защиты растений от фитоплазменных и микоплазменных инфекций.

«Однако их еще надо разрабатывать, чтобы они таргетно поражали конкретные белки у данных видов патогенов», – резюмировал Каюмов.

Ученые рассчитывают, что нарушение работы IbpA приведет и к некорректной работе FtsZ, что нарушит клеточное деление и приведет к гибели бактерии.