A tudósok kiderítették, hogy a növények hogyan akadályozzák meg a vírusok átadását a termésüknek. A felfedezés segíthet az emberi betegségek anyákról gyermekre történő átvitelének megakadályozásában is.
A növényi vírusok gyakran a vetőmag-kereskedelem révén terjednek. Éppen ezért probléma, hogy a beteg növény termésében is jelen lehet a vírus.
Mi az alacsony fertőzési szint oka?
A folyamatban az a különös, hogy ha egy vírusos anyanövény például 100 magot terem, akkor a palántáknak valószínűleg csak 0-5%-a lesz fertőzött. A tudósok már egy évszázada vizsgálják, hogyan képesek az anyanövények megakadályozni, hogy a vírus a következő generációra átterjedjen. Egy kutatócsoport ezt a rejtélyt akarta megoldani. Ennek érdekében meghatározta az immunrendszerben azt az útvonalat, amely megakadályozza a vírus átadását a szülőktől az utódokra, amit vertikális átvitelnek is neveznek.
Ehhez a mustárfélék családjába tartozó növény, az Arabidopsis több száz fajtáját oltották be uborka-mozaikvírussal. Ez a vírus a neve ellenére több mint 1000 növényfajt képes megfertőzni, és sárgulást, gyűrű alakú foltokat okoz, valamint a levél- és a termés felületén jellegzetes mintázatot hoz létre. Ezután a kutatók elemezték a növényeket, hogy megtudják, mely gének teszik őket és a vetőmagot ellenállóbbá a vírussal szemben.
Úgy tűnik, hogy két gén játszik ebben jelentős szerepet, melyek csak a magok fejlődésének korai szakaszában működnek. Ezek a gének az úgynevezett RNS-interferencia útvonalon működnek.
A sejtekben a genetikai információ a DNS-ből RNS-vé, majd fehérjékké alakul át. Néha a kettős szálú RNS-t kisebb darabok keletkeznek, amelyeket kis interferáló RNS-nek vagy siRNS-nek neveznek. Ezek a fragmentumok blokkolják a fehérjék termelését, amelyek közül néhány a behatoló vírusból származhat.
Hogyan fertőzhetnek a vírusok mégis egyik generációról a másikra?
Hipotézisük vizsgálatához a kutatók olyan mutáns növényeket állítottak elő, amelyekben két kulcsfontosságú RNS-interferencia-útvonal génjét törölték. E két enzim nélkül a növény nem tud siRNS-t előállítani a vírusfertőzések gátlására. A siRNS-ek nélkül pedig a vírusellenes immunutak nem működnek.
A mutáns növények normálisan nőttek és magokat is termeltek. Amikor azonban a két enzimet nélkülöző növényeket megfertőzték az uborka-mozaikvírussal, nagyon súlyos tünetek jelentkeztek rajtuk. Kevesebb magot termeltek, és ami még fontosabb, tízszeresére nőtt a vírusátvitel aránya. Az új palánták akár 40%-a is fertőzött volt.
A következő kérdés, amire a kutatók választ kerestek, az volt, hogy a nem mutáns növények magjainak kis százalékát hogyan képesek a vírusok mégis megfertőzni. Kiderült, hogy a vírus egy olyan fehérjét termel, amely blokkolja az RNS-interferencia útját az anyanövényekben.
Az emberi szervezetben is jelen van a folyamat
A kutatócsoport a továbbiakban azt teszteli, hogy a magokban azonosított immunútvonal erősítésével tovább tudják-e csökkenteni a vírusátvitel arányát. Mivel ez az útvonal széles körben jelen van számos szervezetben, beleértve a gerincteleneket, gombákat és emlősöket, a felfedezés az állati és emberi betegségek megelőzésében is segítséget jelenthet.
Ilyen lehet például a Zika-vírus, amely súlyos születési rendellenességeket, többek között mikrokefáliát és más agyi rendellenességeket okozhat. A kutatók azt remélik, hogy a felfedezést felhasználhatják a vertikális Zika-átvitel arányának csökkentésére, például a vírusfehérjére ható gyógyszerek fejlesztésével.
Fotó: Pixabay
