ИИ и естественная устойчивость объединяются для борьбы с болезнью позеленения цитрусовых
Группа под руководством профессора Е Цзяня из Института микробиологии Китайской академии наук выявила первый механизм устойчивости цитрусовых к болезни позеленения цитрусовых (HLB), также известной как хуанлунбин. В исследовании подробно описывается разработка антимикробных пептидов с использованием искусственного интеллекта (ИИ) в качестве перспективного терапевтического подхода.
HLB, вызываемая бактерией Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) и распространяемая азиатской цитрусовой листоблошкой, опустошила урожаи цитрусовых во всем мире, причиняя миллиардные ежегодные убытки. Болезнь поражает более 50 стран в Азии, Африке, Северной и Южной Америке и Европе.
Открытие пути устойчивости
Исследователи выявили ключевой путь устойчивости, включающий фактор транскрипции MYC2 и его взаимодействующую E3-лигазу PUB21. Они обнаружили паралоги PUB21 в растениях карри и сычуаньского перца, которые кодируют доминантно-негативную форму PUB21 (PUB21DN), подавляющую активность PUB21.
Это подавление стабилизирует белок MYC2, усиливая защитные пути и выработку антибактериальных метаболитов, тем самым обеспечивая иммунитет к HLB. Трансгенные цитрусовые растения, сконструированные для сверхэкспрессии PUB21DN, показали повышенную устойчивость к болезни.
Разработка пептидов на основе ИИ
Команда использовала технологию скрининга на основе ИИ для стабилизации MYC2 путем ингибирования активности PUB21. Это привело к идентификации антипротеолизных пептидов (APP), включая APP3-14, который продемонстрировал эффективность контроля до 80% в полевых испытаниях.
APP3-14 эффективно контролировал вызывающий HLB патоген CLas и нарушал передачу болезни. Этот прорыв предлагает двойную выгоду: экологически чистые биопестициды и стратегию борьбы с некультивируемыми патогенами посредством целевой стабилизации белка.
Потенциальные применения
Помимо HLB, эта стратегия может быть применена к другим болезням растений, вызываемым труднокультивируемыми патогенами, таким как ржавчина кукурузы и синдром быстрого увядания оливы (OQDS). Нацеливаясь на эффекторы патогенов и стабилизируя иммунные белки хозяина, это исследование открывает путь для инновационных решений по устойчивости к болезням в различных культурах, предлагая новую надежду на глобальную устойчивость сельского хозяйства.