dr. Vesna Hodnik, Teja Lenarčič, Kemijski inštitut: Zakaj so nekateri mikrobni toksini specifični samo za dvokaličnice?

Raziskovalci Kemijskega inštituta so s sodelavci Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani in sodelavci iz tujine identificirali receptor na površini rastlinskih celic in pojasnili, zakaj so nekateri mikrobni toksini specifični samo za dvokaličnice, kamor sodijo krompir, paradižnik, soja, itd. Gre za pomembno novost, ki utegne v prihodnosti v ospredje postaviti zanimanje fitofarmacevtske industrije za izdelavo pripravkov za preprečevanje odmiranja rastlinskega tkiva na dvokaličnicah. Raziskavo je objavila tudi prestižna revija Science.

Dosežek nadgrajuje raziskave iz leta 2009, ko so skupaj z nekaterimi avtorji sedanje raziskave opisali zgradbo NLP proteinov (ang. Nep1-like proteins) in njihov toksični učinek na rastline, ki predstavlja odmiranje rastlinskega tkiva. Glavna motivacija sedanje raziskave pa je bila razumeti, na kakšen način poteka ta proces. Proteini NLP se nahajajo večinoma le pri rastlinskih škodljivcih in kot taki predstavljajo idealno tarčo za boj proti njim, saj bi z usmerjenim pristopom proti proteinom NLP lahko učinkovito izničili učinke nekaterih rastlinskih škodljivcev. Takšne spojine bodo tako obogatile nabor snovi proti škodljivemu delovanju nekaterih mikroorganizmov, ki so razvili odpornost na obstoječe pripravke. Kemijski inštitut je s partnerji, Univerzo v Ljubljani in Eberhard-Karls Univerzo iz Tübingna, že vložil patentno prijavo na evropski patentni urad, v kateri so zaščitili in opisali snovi, ki preprečujejo delovanje proteinov NLP. S tujimi podjetji se tudi že dogovarjajo glede testiranja omenjenih spojin.

Dr. Vesna Hodnik, ki prihaja iz Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani in je delno zaposlena na Odseku za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo na Kemijskem inštitutu, je del raziskovanja opravila tudi na Japonskem. Poudarja, da je bistvena ugotovitev raziskave spoznanje, da se toksini vežejo na posebno skupino lipidov v membranah rastlinskih celic, ki so prisotni pri dvokaličnicah, ne pa pri enokaličnicah. Uporabili so metode strukturne biologije in opisali, kako se v molekulo toksina veže sladkorna enota lipida in odkrili spremembe v zgradbi toksina, ki nato omogočijo učinkovito vezavo na rastlinske celice. Ravno zaradi razlike v zgradbi teh lipidov so dvokaličnice občutljive na delovanje proteinov NLP, enokaličnice pa ne.«

In razlike v zgradbi lipidov onemogočijo učinkovito vgradnjo toksina v celično membrano in posledično poškodbe rastlinskih celic. Odkritje je pomembno tudi zato, ker takšno delovanje toksinov na rastlinske celice do zdaj še ni bilo poznano, je poudarila Tea Lenarčič, biokemičarka s Kemijskega inštituta, ki končuje doktorski študij Biomedicine, smer Biokemija in molekularna biologija, na Medicinski fakulteti Univerze v Ljubljani.

Pri raziskavi je sodelovalo 25 znanstvenikov iz šestih držav, med njimi osem znanstvenikov s Kemijskega inštituta in Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani. Prof. dr. Gregor Anderluh, direktor Kemijskega inštituta, ki je bil pri raziskavi v vlogi raziskovalca in koordinatorja raziskovalnega tima, je še posebej poudaril: »Študijo odlikuje široka interdisciplinarnost. V sodelovanju s partnerji iz tujine smo, z uporabo različnih pristopov biokemije, molekularne biologije, strukturne biologije, biofizike in rastlinske biologije, prišli do tako pomembnega odkritja.«

Članek v reviji Science je dosegljiv na tem spletnem naslovu http://science.sciencemag.org/content/358/6369/1431.full.