Nemška raziskovalna skupina je raziskala posebno protivirusno obrambno sposobnost rastlinskih matičnih celic, ki ostanejo neokužene, tudi ko virus napade okoliške celice. Pokazali so, da je pri tovrstni obrambi ključen mehanizem, imenovan RNK-interferenca, na katerega vpliva hormon salicilna kislina. Ugotovitve so objavili v reviji PNAS.

Virusi, ki se po okužbi učinkovito širijo po večinskem delu rastline, skoraj nikoli ne okužijo matičnih celic. Te se pri rastlinah med drugim nahajajo v poganjku in omogočajo regeneracijo tkiv. Preprečevanje okužbe matičnih celic je evolucijsko pomembno predvsem za to, da se okužba ne prenese na potomce.

V študiji so z mikroskopskimi in molekularno-genetskimi metodami preučili sposobnost matičnih celic navadnega repnjakovca, da se obrani pred modelnim virusom. Osredotočili so se na mehanizem, ki je prisoten v večini živih organizmov, imenovan RNK-interferenca. Osnovni mehanizem delovanja je zaviranje izražanja genov s pomočjo molekul RNK. Kratka molekula RNK se veže na virusno zaporedje in tako prepreči izražanje virusnih genov.

Raziskovalna skupina je ustvarila mutante navadnega repnjakovca z okrnjeno RNK-interferenco. Spremenjene rastline niso mogle proizvajati ključnih protivirusnih komponent, kot so encim rastlinska RNK-replikaza in majhne interferenčne RNK-molekule. Mutante so okužili z virusom repnjakovega mozaika. Ta v naravi povzroča lisavost in gubanje listov. Virus so prej modificirali tako, da je izražal fluorescenčni protein, kar je omogočalo vizualno spremljanje okužbe. Tako izguba gena za izražanje encima RNK-replikaze kot tudi majhnih interferenčnih RNK-molekul je omogočila vdor virusa v matične celice, kar so zaznali kot porast fluorescence. Okužba matičnih celic je pri mutantih privedla tudi do sterilnosti.

Zanimal jih je še vpliv rastlinskega hormona salicilne kisline na RNK-interferenco v matičnih celicah. Iz prejšnjih raziskav je znano, da ima salicilna kislina pomembno vlogo pri obrambi rastlin pred virusi. V študiji so primerjali navadno rastlino in gensko spremenjeno rastlino s sposobnostjo razgradnje salicilne kisline. Ugotovili so, da virus napade matične celice, če so te sposobne razgraditi salicilno kislino. Nasprotno pa v nemutirani rastlini, ki ne razgrajuje salicilne kisline, ob okužbi virus ni napadel matičnih celic poganjka.

Preverili so tudi, ali različne vrste virusov sprožijo obrambni odziv s salicilno kislino. Ugotovili so, da je bila ob okužbi z omenjenim virusom repnjakovega mozaika in s še dvema virusoma vedno prisotna salicilna kislina. Čeprav v različnem obsegu, je obrambni odziv s salicilno kislino preprečil okužbo matičnih celic. Nasprotno pa se ob okužbi z virusom tobačnega mozaika obrambni odziv s salicilno kislino ni pojavil, virus so tako zaznali v matičnih celicah. Rezultati okužbe z različnimi virusi kažejo, da je za učinkovito zaščito pred njihovim vdorom v matične celice pomembna prisotnost hormona salicilne kisline. Še vedno pa ni jasno, zakaj je odziv pri virusih različen in koliko salicilne kisline je potrebne za učinkovit odziv.

Pisala je Urška.

Naslovna slika:Wikimedia commons