Stanford研究人员说,植物病原体遗传裁定对主机的每个部分的攻击

肿瘤导致玉米真菌与令人讨厌的名字“corn smut”根据其感染的植物的哪个部分,从其遗传库中挥舞不同的武器。斯坦福研究人员发现的发现是第一次在病原体中发现了组织特异性靶向。

据斯坦福等研究人员表示,该发现占据了病原体攻击的传统观念,并且可以指出不仅在植物中对抗疾病的新方法,而且是斯坦福的研究人员。玉米粉末是一种植物癌症。

“这在植物病理学中建立了一种新的原理,即病原体可以定制其攻击,专门利用其生长的组织或器官属性,”弗吉尼亚沃巴托说,发表论文的生物学和高级作者教授 科学 详细说明这项研究。该研究的摘要将在可能的问题上发表 自然癌症评论 作为研究亮点。

“好像人类的病原体可以识别它是否在肌肉或肾脏或皮肤中,并激活不同的基因更有效地利用主体,” she said.

到目前为止,病理学家始终认为,当一个病原体攻击时,它使用了它的每一种武器,无论它是哪个有机体都感染的那一部分。但是沃尔博特’S团队发现,玉米片段基因组中只有约30%的基因总是被激活,或“expressed,”无论是在幼苗,成人叶子还是流苏中。

其他70%的基因组是真菌会选择和选择的,这取决于它感染的组织。其中一些基因仅在研究人员研究的三个器官中的一个中表达;其他人被激活在三者中的两种中。

“这是一个革命性的发现,” Walbot said.

她的团队还发现,玉米植物的不同部位激活不同的基因,以应对遭受攻击。

“我们希望别人致力于所有类型的病原体将返回并提出,‘当在身体的不同部位发现病原体时,它实际上是使用不同的武器吗?'” Walbot said. “我们认为这一发现将刺激许多具有现有病原体的新实验。”

病理学家通常从它们正在学习的生物体上收集它们的样品,特征位置。对于一种植物,通常是叶子或水果,而在动物中,它通常是感兴趣的病原体显然繁荣的斑点。但是,沃巴托说,当研究人员碰巧在生物体中的另一个地方找到病原体时,他们通常不’测试病原体是否正在做不同的东西。

“它可能只是现代病理学的专业化,导致了‘whole organism’背景被忽视,” she said.

Walbot希望她的团队’S玉米粉末的工作也将激发癌症等人类疾病的新实验。

“医学使病原体在他们攻击人的任何地方使用所有武器的假设具有相同的假设,” Walbot said.

但是,人类病原体也是情境选择性的,遗传地调节他们对其感染的身体的任何部分的攻击性质的性质。

“如果是这种情况,我们可以开发特定于发现病原体的特定器官或组织的药物,” Walbot said. “我认为,在药物治疗过程中,对减少对患者的损害具有很大的希望。 ”

Walbot对研究病原体可能会改变他们的攻击的可能性感兴趣,同时在不同的项目中进行实地工作,她评估了一些致命玉米突变场。她注意到某些种类的突变体对玉米片的抗性。

通过一系列与不同玉米突变体的实验,她确定了确定是否确定的关键因素— or how intensely —玉米片状感染了植物的给定部分是这种特定类型组织的生长的可能性。持续增长的潜力更大潜力与玉米粉末和更大,更丰富的肿瘤更强烈的感染相关。

关键方面是潜力—如果突变体只生长小叶子,然后迅速停止生长,玉米粉碎了’有兴趣,即使有足够的区域举办一些肿瘤。

Walbot测试了在感染正常玉米植物时表现了各种突变菌株的突变菌株。她发现,在引起肿瘤的情况下,菌株的菌株说,流苏可能完全无效地触发幼苗中的肿瘤。这告诉她,根据真菌的玉米袭击的哪一部分,真菌中的不同基因涉及。

“我们发现来自病原体和宿主的遗传证据,这取决于病原体和宿主的器官特异性方式的生长潜力,您可以调节肿瘤的数量,” Walbot said.

然后,该团队设定使用DNA微阵列,可以一次筛选成千上万基因的实验室工具,并确定哪些是活跃的,哪些是不是。微阵列工作确认并量化了他们之前实验的结果吗?玉米片段确实是情境上的选择性,高度。无论它感染的玉米植物的哪种器官,均匀激活它的少于三分之一的基因。

“我们有并联遗传证据的微阵列证明;也就是说,玉米响应于玉米片样玉米的器官特异性表达,玉米片段表达了特定的基因套件,具体取决于它在植物中的位置,” Walbot said.

玉米片段,虽然常见的病原体,并没有摧毁玉米作物,因此植物病理研究人员研究了相对较少的工作。在墨西哥,叫做真菌“huitlacoche,”和烹饪中使用的肿瘤有时在玉米的耳朵上肆无忌惮地生长。

“如果您在墨西哥订购了蘑菇煎蛋卷,那么您正在吃的真菌是Ustilago Maydis,或玉米粉碎,” Walbot said.

沃巴托斯表示,虽然新发现可能对那些品尝玉米片的人来说,但是,沃巴托说,研究人员可能会注意到。

“这只是一种预测,” she said, “但我认为病理学家将迅速突袭这一点。”

本文的同志队包括David Skibbe,生物学博士博士,以及John Fernandes,斯坦福国的生物信息学家和生物学研究助理。 Coauthor Gunther Doehlemann是Marburg,德国Marburg Marburg陆地微生物学研究所的陆生微生物学的研究组领导者。



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