В соответствии с новыми результатами исследований, вирулентность растений зависит не только от конкретного штамма возбудителя, но и от того, где находился возбудитель до попадания в своего хозяина, сообщает «WordScience.org».

Недавно результаты учёных из Калифорнийского университета (University of California) и службы сельскохозяйственных исследований министерства сельского хозяйства США (USDA ARS) были опубликованы в журнале «PLoS ONE».

Исследование показывает, что модель регуляции генов, как клетка, определяет, какие гены она будет кодировать в свой состав. Система регуляции генов формируется ещё с прошлой среды обитания, или оригинальным растением-хозяином, от которого передаётся болезнетворный микроб.

«Если все эти данные подтвердятся, то они могут добавить новые ключевые моменты для изучения неизвестных нам микробов», — сказал Маттео Гарбелотто, учёный-эколог из Калифорнийского университета в Беркли и со-автор статьи.

Хорошо известно, что эпигенетические факторы, например такие как механизмы регуляции генов, управляемые с помощью диеты или воздействием экстремальных условий, влияют на восприимчивость человека к некоторым заболеваниям.

Новое исследование является первым в своём роде, которое показывает аналогичный процесс для патогенных растений.

«Например, внезапная гибель дуба — это результат воздействия одного из патогенных микроорганизмов, который казалось бы появился из ниоткуда для того, чтобы разрушить калифорнийские леса», — сказал Сэм Шайнер, директор программы «Национального научного фонда (NSF) по экологии и развитию инфекционных заболеваний (EEID)», которая финансировала данное исследование.

«Это исследование показывает, что такое внезапное появление может произойти посредством быстрого развития микробов и способно предоставить некий ключ для прогнозирования будущих эпидемий». Программа «EEID» является результатом совместных усилий «NSF» и «National Institutes of Health».

Габрелотто рассказал о других учёных, выдвинувших гипотезу основанную на эволюционных показателях, что регуляция генов влияет на болезнетворные микроорганизмы растений, основанных на эволюционных показателях частей генома, которые в свою очередь оказывают влияние на регуляцию генов.

«Наша работа даёт конкретные доказательства того, что эти гипотезы были верны», — сказал он.

Исследование показало, что генетически идентичные штаммы возбудителя, которые повлияли на внезапную смерть дуба, поразительно отличаются по своей вирулентности и способности к пролиферации. Исследователи также продемонстрировали тот факт, что все эти признаки были сохранены даже после изоляции из своих хозяев.

«Мы определили, что идентичные нагрузки в двух разных растениях, будут подвергаться различным изменениям, которые постоянно влияют на вирулентность штамма», — сказал Такао Касуга, молекулярный генетик из «USDA ARS» и ведущий автор статьи.

Это исследование показывает, что регуляция генов может быть результатом окружающей среды штаммов, которые будут занесены до того, как их идентифицируют.

В качестве примера Гарбелотто параллельно использовал известный болезнетворный человеческий микроорганизм: особые штаммы вируса гриппа «H1N1» были выявлены и определены высшей степенью опасности, поэтому диагностика одного из этих штаммов указывает врачам на то, что они должны относиться к лечению этого гриппа очень серьёзно.

«Но гипотетически, если вы «поймали» одного из самых агрессивных штаммов «H1N1» от человека, который полетел, например в Париж, то бактерия может быть в 10 раз опаснее». Ведь вы никогда не узнаете от кого вы его получили и ещё менее вероятно — где вы встречались с инфицированным человеком перед передачей болезнетворного вируса. По словам Гарбелотто, отслеживание истории возбудителя в растениях может оказаться ещё более трудным.

Правильная информация может предоставить учёным новое оружие, которое будет использовано против штаммов таких болезней, как внезапная гибель дуба, которые могут разрушить все леса и экосистемы связаные между собой.

Исследователи также выявили две группы генов, которые могут повлиять на вирулентность и экспрессию, свидетельствующие о предыдущих хозяевах, которых населял вирус.

Понимание регуляции этих генов в будущем может обеспечить учёных правильным подходом в борьбе с болезнью — к примеру, искусственное управление экспрессией генов, которое повлечёт за собой снижение агрессивных патогенов растений.

Гарбелотто подчёркивает, что необходимы дополнительные исследования, так как по его словам, если результаты подтвердятся, это может повлиять не только на лечение, но и даже на политику.

«Наши результаты также показали, что при создании регулятивной политики, нам необходимо определить уровни экспрессии генов и принимать во внимание историю имеющихся болезнетворных бактерий».