Белки растительных патогенов портят мембрану клеток, чтобы добыть для себя внутриклеточные питательные вещества.

Бактерии, вредные грибки и прочие существа, которые проникают в организм и живут за его счёт, опасны не только тем, что напропалую расходуют ресурсы хозяина — они часто ещё выделяют опасные токсины. Эти токсины могут быть либо побочным продуктом обмена веществ патогена, либо специальным средством, которое облегчает патогену жизнь. Например, у поражающих растения бактерий, грибков и оомицетов — так называют особую группу организмов, которые вызывают целый ряд болезней животных и растений, в том числе знаменитый фитофтороз картофеля — так вот, у них есть различные NLP, или NL-белки. Известно, что эти белки связываются с липидами наружной мембраны растительных клеток, но в чём именно состоит вред, до сих пор было неясно.

Картофель, поражённый оомицетом фитофторой. Фитофтороз стал причиной печально известного «картофельного голода» в Ирландии в середине XIX в. (Фото: Wikipedia) 

Сотрудники Национального института химии в Любляне вместе с коллегами из научных центров Великобритании, Японии и других стран взяли у растений табака липиды, к которым присоединяются NLP, сконструировали из них нечто вроде мембраны, а потом добавили к этой «мембране» собственно NLP от оомицетов. Получились комплексы, которые можно было изучать с помощью нейтронной рефлектометрии, которая позволяют увидеть структуру тонких плёнок. Экспериментальные данные проверяли компьютерной моделью, которая теоретически описывала ту же самую структуру NLP с мембраной.

В статье в Science Advances говорится, что NLP не проходят сквозь мембрану, но образуют слой на её наружной стороне. Это приводит к тому, что другие — растительные — белки, которые взаимодействуют с теми же самыми мембранными липидами и сидят внутри и на мембране, начинают перестраиваться, группироваться, и следом за ними перестраиваются сами липиды. В итоге в мембране появляются бреши, но только они выглядят не как крупные пробоины, не как поры, а как мелкие трещины, разрывы и изломы. Через них из клетки выходят разные небольшие молекулы, которые нужны патогенам для жизнедеятельности — но, конечно, с этими трещинами и разрывами растительная клетка чувствует себя плохо.

Дырявят клеточную мембрану обычно бактерии, поражающие животных, у растений такое встречается довольно редко, собственно, и сам механизм здесь не похож на тот, который используют животные бактерии. В перспективе новые результаты должны помочь создать новые, более эффективные средства против оомицетов и других опасных патогенов растений.