Заводы в роду Striga, также известный как witchweed, действуют как паразиты других заводов, наслаждаясь их корневыми системами и похищая их в их собственных целях. Хотя их фиолетовые цветы симпатичны, чтобы посмотреть на, область, полная заводов Striga, является на самом деле кошмаром для фермера, который хочет вырастить зерно, сорго, рис или другие прожиточные зерновые культуры.
Проблема затрагивает больше чем 100 миллионов человек по 25 странам в Африке к югу от Сахары.U преподавателя химического машиностроения T Алексея Савченко, наряду с преподавателем Питером Маккуртом в Отделе Цитобиологии и Системной биологии, создали генетически спроектированный биодатчик завода, инструмент, который поможет им охотиться для молекул, которые могли предотвратить инвазии Striga.Дуэт изучал биохимические пути, используемые Striga, чтобы напасть на другие заводы. «Когда зерновые культуры начинают прорастать, они выделяют маленькие химикаты в почву», говорит Савченко. Эти гормоны привлекают выгодные грибы, которые помогают урожаю получить питательные вещества.
К сожалению, заводы Striga также развились, чтобы признать эти сигналы и ускорить их собственное прорастание так, чтобы они были готовы атаковать, как только урожай начинает развивать корни.Савченко и Маккурт надеются обмануть Striga, обманывая его химические чувства.
Их идея состоит в том, чтобы опрыскивать землю химикатом, подобным гормонам завода, которые Striga запущен, чтобы обнаружить. «Вы распространили бы этот ложный сигнал и заставили бы Striga прорастать», говорит Савченко. «Тогда Вы уничтожили бы Striga и посадили бы зерновые культуры в чистой области».Но чтобы определить, какой ложный сигнал послать, ученые сначала должны были лучше понять, как Striga обнаруживает гормоны завода. В исследовании, изданном сегодня в журнале Science, команда определила 11 основанных на белке гормональных подарков рецепторов в Striga.
Савченко и его команда изолировали эти рецепторы и нанесли на карту их 3D структуру, используя технику, названную кристаллографией рентгена. Это позволило группе Маккурта определять, на котором рецепторы являются самыми чувствительными к гормонам и таким образом самым важным, чтобы сосредоточиться.Следующий шаг должен был клонировать и ввести самый чувствительный рецептор в Arabidopsis thaliana, небольшой завод, обычно используемый в качестве образцового организма в исследованиях биологии. В отличие от Striga, Arabidopsis не паразит, таким образом, намного легче вырасти, все же генетически спроектированный завод теперь реагирует, чтобы подрезать гормоны и их химических кузенов таким же образом, что Striga был бы. «Это – очень хороший инструмент, чтобы определить химикаты, которые будут иметь тот же самый эффект как гормоны, которые заставляют Striga прорастать», говорит Савченко.
Маккурт и Савченко теперь показывают множество химикатов в поисках, которые подражали бы гормонам завода. Их генетически спроектированный Arabidopsis мог также иметь большую стоимость к компаниям, которые производят сельскохозяйственные продукты, кто мог бы интересоваться показом их существующих химических библиотек.«Мы показали, что этот рецептор очень важен для паразитного образа жизни Стриги, и делая его частью биодатчика завода мы обеспечили все компоненты, которые люди могут использовать [чтобы найти решение]», говорит Савченко.
С удачей бич witchweed скоро станет намного более управляемой проблемой.