Штучний інтелект і природна стійкість об'єднуються для боротьби з хворобою позеленіння цитрусових
Команда під керівництвом професора Є Цзяня з Інституту мікробіології Китайської академії наук ідентифікувала перший механізм стійкості цитрусових до хвороби позеленіння цитрусових (HLB), також відомої як хуанлунбін. Дослідження детально описує розробку антимікробних пептидів з використанням штучного інтелекту (AI) як перспективного терапевтичного підходу.
HLB, викликана бактерією Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) і поширювана азіатською цитрусовою листоблошкою, спустошила цитрусові культури в усьому світі, спричинивши мільярдні щорічні збитки. Хвороба вражає понад 50 країн в Азії, Африці, Америці та Європі.
Відкриття шляху стійкості
Дослідники ідентифікували ключовий шлях стійкості, що включає фактор транскрипції MYC2 та його взаємодіючу E3 лігазу PUB21. Вони виявили паралоги PUB21 у рослинах карі та сичуанського перцю, які кодують домінантно-негативну форму PUB21 (PUB21DN), що пригнічує активність PUB21.
Це пригнічення стабілізує білок MYC2, посилюючи захисні шляхи та виробництво антибактеріальних метаболітів, тим самим надаючи імунітет до HLB. Трансгенні цитрусові рослини, розроблені для надмірної експресії PUB21DN, показали підвищену стійкість до хвороби.
Розробка пептидів на основі AI
Команда використовувала технологію скринінгу на основі AI для стабілізації MYC2 шляхом інгібування активності PUB21. Це призвело до ідентифікації антипротеолітичних пептидів (APP), включаючи APP3-14, які продемонстрували до 80% ефективності контролю в польових випробуваннях.
APP3-14 ефективно контролював збудника HLB CLas і порушив передачу хвороби. Цей прорив пропонує подвійну вигоду: екологічно чисті біопестициди та стратегію боротьби з некультивованими патогенами за допомогою цільової стабілізації білків.
Потенційні застосування
Окрім HLB, ця стратегія може вирішити інші хвороби рослин, спричинені важкими для культивування патогенами, такі як іржа кукурудзи та синдром швидкого відмирання оливкових дерев (OQDS). Націлюючись на ефектори патогенів і стабілізуючи імунні білки господаря, це дослідження відкриває шлях для інноваційних рішень щодо стійкості до хвороб у різних культурах, пропонуючи нову надію на глобальну сільськогосподарську стійкість.