Ученые создали биосенсор для наблюдения за иммунным гормоном растений в реальном времени

Трехнедельный зрелый лист Arabidopsis thaliana при имитации заражения (слева) и через 20 часов после реального заражения (справа): правый лист демонстрирует накопление салициловой кислоты (СК), распространяющейся от места вторжения патогена. Автор: Биджун Тан

Исследователи из Кембриджского университета разработали революционный биосенсор, который впервые позволяет ученым наблюдать, как растения используют салициловую кислоту — ключевой иммунный гормон — в борьбе с патогенами.

Группа доктора Александра Джонса из Лаборатории Сэйнсбери представила в журнале Science биосенсор SalicS1, способный с высочайшей точностью обнаруживать и отслеживать динамику салициловой кислоты внутри живых растений.

Салициловая кислота является центральным регулятором иммунитета растений, запуская защитные реакции против разнообразных захватчиков. Однако до сих пор у ученых не было инструментов для измерения СК с достаточным пространственным и временным разрешением.

«Растения держат сигнализацию салициловой кислоты, которая может замедлять рост, в резерве и аккуратно активируют ее при необходимости. С помощью SalicS1 мы получили мощный новый способ понимания поля битвы за выживание, которым является концентрация СК», — заявил доктор Джонс.

Используя новый биосенсор, команда наблюдала волны накопления СК, распространяющиеся от места вторжения патогена в окружающие ткани, что дает новое понимание того, как растения координируют локальную и системную защиту.

«С SalicS1 мы можем наблюдать за СК в реальном времени внутри живых тканей и даже отслеживать, как она распространяется от клетки к клетке во время заражения», — объяснил ведущий автор исследования доктор Биджун Тан.

Биосенсор также может иметь значение для здоровья человека. Салициловая кислота является природным соединением, лежащим в основе аспирина, и исследователи отмечают, что их разработка может быть адаптирована для изучения метаболизма аспирина в человеческих клетках.

Ученые надеются, что их работа проложит путь к созданию сельскохозяйственных культур, которые смогут лучше противостоять болезням, сохраняя при этом здоровый рост.

Что такое салициловая кислота?

Салициловая кислота — естественное химическое вещество, производимое растениями. Она действует как внутренний сигнал тревоги при атаке микробов. Также СК играет центральную роль в системной приобретенной устойчивости — общерастительной защитной реакции.

Люди веками использовали салициловую кислоту. Экстрагированная из коры ивы, она сначала применялась как натуральное средство от жара и боли, а в XIX веке вдохновила создание аспирина.