Биохимик Свен-Эрик Беренс (Sven-Erik Behrens) из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и его коллеги разрабатывают новый метод защиты растений от вирусных заболеваний. На основе молекул малых интерферирующих РНК они намерены создать вакцины, которые будут противостоять вирусам.
Малые интерферирующие РНК используются клеткой для регулирования синтеза белков. Они состоят из одинарной цепочки нуклеотидов и присоединяются по принципу комплиментарности к матричным РНК, которые клетка использует в качестве «матрицы» для синтеза белков. В результате матричная РНК не может запустить в рибосоме синтез соответствующего белка и его выработка в клетке снижается.
Одна из важных функций малых интерферирующих РНК — противовирусный иммунитет. В этом случае они присоединяются не к собственным матричным РНК клетки, а к молекулам РНК проникшего в клетку вируса и блокируют его деятельность. Например, на использовании малых интерферирующих РНК основаны некоторые варианты вакцин от вирусной лихорадки Эбола. Обеспечивает работу малых интерферирующих РНК семейство белков Argonaute.
Но этот противовирусный механизм не всегда эффективен. В растительных клетках хранятся образцы тысяч малых интерферирующих РНК, но очень часто они не подходят для присоединения к конкретному вирусу. Свен-Эрик Беренс и его коллеги сумели значительно упростить подбор нужных молекул. В лабораторном эксперименте разработали молекулярный тест, позволяющий выделить самые эффективные малые интерферирующие РНК. Затем выявленные молекулы можно использовать в качестве вакцины, наделяя устойчивостью к вирусу другие растения.
Метод был проверен на растениях табака, заражённых вирусом карликовой кустистости томатов. Название этот вирус получил, так как впервые был обнаружен у томатов, но поражает он более 120 видов растений, в том числе многие овощные и фруктовые культуры — от яблони и винограда до артишока и перца. Вирус угнетает рост растений и нарушения формирования плодов, значительно снижая урожай. Экспериментаторы распылили раствор, содержащий лучшую малую интерферирующую РНК над растениями, и это позволило защитить от болезни 90 % растений.
В дальнейшем авторы намерены совершенствовать метод доставки своей вакцины в организм растений, а также подобрать удачные варианты малых интерферирующих РНК для борьбы с другими вирусами, поражающими культурные растения.
Исследование опубликовано в журнале Nucleic Acids Research.
