Oppdagelse av horisontal kromosomoverføring: fare for planter!

Oppdagelse av horisontal kromosomoverføring: fare for planter!

Nåværende forskning ved Christian Albrechts University i Kiel (CAU) åpner for nye perspektiver i biologien til plantepatogener. Ana Cristina Barragán, som jobbet som postdoktor ved Sainsbury Laboratory i Norwich, har oppdaget at soppen Magnaporthe oryzae kan motta kromosomer fra beslektede villgresssopper. Denne prosessen, kjent som horisontal kromosomoverføring, resulterer i økt patogenisitet av M. oryzae, en stor skadedyr. Høyt uni-kiel.de Dette beviset endrer betydelig tidligere syn på tilpasningsevnen til planteskadelige sopp.

Horisontal genoverføring, som prosessen også er kjent, refererer til overføring av genetisk informasjon mellom eksisterende organismer, og representerer dermed en annen mekanisme for genetisk utveksling enn vertikal overføring fra foreldre til avkom. Denne typen overføring er spesielt godt studert hos bakterier, men forskes bare i økende grad på sopp. Barragán understreker at innsikten fra forskningen hennes vil bidra til å utvikle en bedre forståelse av utviklingen av plantesykdommer.

Forskningstilnærminger og spørsmål

Barragáns Emmy Noether-gruppe vil jobbe på en transdisiplinær måte, og kombinere tilnærminger fra molekylær genetikk, kromatinbiologi, plantepatologi, genomikk og evolusjonsbiologi. Et av hovedspørsmålene vil ta for seg rollen til overførte kromosomer i den evolusjonære tilpasningen og patogenisiteten til M. oryzae. Andre emner inkluderer de molekylære mekanismene for kromosomoverføring mellom fremmede sopp og de langsiktige effektene av horisontal genoverføring på utviklingen av plantesykdommer.

Målet er å få dypere innsikt i plastisiteten til soppgenomet og dets tilpasningsevne. Disse funnene vil bli brukt til å utvikle nye strategier for plantevern og forbedring av avlingenes motstandskraft. Barragán vil jobbe tett med Remco Stam, professor i fytopatologi ved CAU. Emmy Noether-programmet er utviklet for å støtte unge forskere og hjelpe dem med å bygge sin egen forskningsprofil.

Nye funn innen plantepatologi

En nylig publisert studie i tidsskriftet Molecular Biology and Evolution undersøkte i tillegg genetiske mekanismer som påvirker klonale linjer av plantepatogener. Dette arbeidet viser at M. oryzae, også kjent under synonymet Pyricularia oryzae, er i stand til horisontal overføring av minikromosomer. Et eksempel på dette er et 1,2 Mb horisontalt overført minikromosom som deles mellom risisolater og indisk gåsefot (Eleusine indica). Minikromosomoverføringshendelser har blitt dokumentert minst ni ganger i løpet av de siste 300 årene ( pubmed.ncbi.nlm.nih.gov ).

Disse resultatene støtter hypotesen om at eksplosjonssopppopulasjoner som infiserer vilt gress fungerer som genetiske reservoarer for utviklingen av epidemiske klonale linjer som infiserer avlinger. Disse funnene viser viktigheten av horisontal utveksling av genetisk informasjon i tilpasningen og utviklingen av plantepatogener.

Oppsummert gir Barragán og teamets forskning et avgjørende bidrag til å utvide vår forståelse av horisontal genoverføring. Det som er spesielt viktig er at disse prosessene er utbredt i naturen og påvirker alle levende organismer, inkludert planter. Gitt fremskritt innen neste generasjons sekvensering, slik som de som er dokumentert i pmc.ncbi.nlm.nih.gov, tilbyr nye tilnærminger for å studere horisontal genoverføring og dens biologiske effekter.