Американские ученые усилили иммунную систему растений с помощью нейросети AlphaFold. Они изменили структуру иммунного рецептора FLS2, чтобы растения могли эффективнее обнаруживать бактериальные патогены по флагеллину — белку, из которого состоят жгутики бактерий. В будущем новый подход поможет заранее подготовить растения к угрозам и защитить важные сельскохозяйственные культуры от опасных болезней. Исследование опубликовано в журнале Nature Plants.
Растения, как и животные, обладают иммунной системой и умеют защищаться от инфекций с помощью рецепторов, которые позволяют улавливать молекулы опасных бактерий. Один из таких рецепторов — FLS2. Он реагирует на флагеллин — белок, из которого состоят жгутики бактерий. Однако микробы постоянно мутируют и перестают попадаться иммунной системе растений.
Американские ученые решили улучшить методы обнаружения бактерий. С помощью модели искусственного интеллекта AlphaFold они сравнили рецепторы разных видов растений: одни реагировали только на определенные бактерии, а другие были более универсальными. Выяснив, какие именно аминокислоты следует изменить, команда модифицировала рецептор FLS2.
«Бактерии ведут гонку вооружений со своими растениями-хозяевами, и они могут изменять основные аминокислоты во флагеллине, чтобы избежать обнаружения. Мы смогли восстановить поврежденный рецептор, в котором победил патоген, и дали растению шанс противостоять инфекции гораздо более целенаправленным и точным способом», — рассказала Гитта Коукер, ведущий автор исследования из Калифорнийского университета, США.
Один из главных врагов агропромышленности — Ralstonia solanacearum, вызывающая бактериальное увядание. Она поражает более 200 видов растений, в том числе картофель и помидоры. Новый подход позволяет заранее подготовить растения к борьбе с такими патогенами.
Теперь команда работает над созданием инструментов машинного обучения, которые смогут прогнозировать, какие иммунные рецепторы стоит менять и какие аминокислоты нужно заменить. Это позволит быстрее и точнее адаптировать иммунную систему растений к новым угрозам.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
