Активация гена пероксидазы в клетках растений картофеля, экспрессирующих ген антимикробного пептида MsrA1
https://doi.org/10.29235/1561-8323-2020-64-3-325-331
Аннотация
Антимикробный пептид MsrA1 является искусственной рекомбинантной молекулой, полученной на основе цекропина А личинки североамериканского шелкопряда и мелиттина пчелы медоносной. Трансгенные растения белорусского сорта картофеля Одиссей с конститутивно экспрессируемым геном MsrA1 обладают повышенной устойчивостью к грибным патогенам Phytophthora infestans и Alternaria solani. С использованием методов кДНК–ПЦР и ДНК-секвенирования показано, что в клетках данных растений в отсутствие фитопатогенной инфекции наблюдается активация экспрессии гена пероксидазы класса POX. Увеличение экспрессии гена данного фермента косвенно свидетельствует о повышенном образовании активных форм кислорода, что может определять особую устойчивость к грибным патогенам. Полученные данные подтверждают также возможность участия внутриклеточного гетерологичного антимикробного пептида в формировании устойчивости к окислительному стрессу путем активации защитной системы растения-хозяина.
Об авторах
А. Ю. Мисюкевич
Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Мисюкевич Алла Юрьевна – мл. науч. сотрудник
ул. Академическая, 27, 220072, Минск
Т. А. Гапеева
Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Гапеева Тамара Александровна – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник
ул. Академическая, 27, 220072, Минск
Т. Г. Третьякова
Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Третьякова Татьяна Геннадиевна – мл. науч. сотрудник
ул. Академическая, 27, 220072, Минск
Т. В. Семанюк
Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству
Беларусь
Беларусь
Семанюк Тамара Владимировна – ст. науч. сотрудник
ул. Ковалева, 2а, 223013, Самохваловичи, Минский р-н, Минская обл.
И. Д. Волотовский
Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Волотовский Игорь Дмитриевич – академик, д-р биол. наук, профессор, заведующий лабораторией
ул. Академическая, 27, 220072, Минск
Список литературы
1. Short Cationic Peptidomimetic Antimicrobials / R. kuppusamy [et al.] // Antibiotics (Basel). – 2019. – Vol. 8, N 2. – P. 44. https://doi.org/10.3390/antibiotics8020044
2. Zasloff, M. Antimicrobial Peptides of Multicellular Organisms: My Perspective / M. Zasloff // Adv. Exp. Med. Biol. – 2019. – Vol. 1117. – P. 3–6. https://doi.org/10.1007/978-981-13-3588-4_1
3. Мусин, Х. Г. Антимикробные пептиды – потенциальная замена традиционным антибиотикам / Х. Г. Мусин // Инфекция и иммунитет. – 2018. – Т. 8, № 3. – С. 295–308. https://doi.org/10.15789/2220-7619-2018-3-295-308
4. Sinha, R. Antimicrobial Peptides: Recent Insights on biotechnological Interventions and future perspectives / R. Sinha, P. Shukla // Protein Pept. Lett. – 2019. – Vol. 26, N 2. – P. 79–87. https://doi.org/10.2174/0929866525666181026160852
5. Antimicrobial peptide simulations and the influence of force field on the free energy for pore formation in lipid bilayers / W. F. Bennett [et al.] // J. Chem. Theory Comput. – 2016. – Vol. 12, N 9. – P. 4524–4533. https://doi.org/10.1021/acs.jctc.6b00265
6. Ilyas, H. An approach towards structure based antimicrobial peptide design for use in development of transgenic plants: a strategy for plant disease management / H. Ilyas, A. Datta, A. Bhunia // Curr. Med. Chem. – 2017. – Vol. 24, N 13. – P. 1350–1364. https://doi.org/10.2174/0929867324666170116124558
7. Antimicrobial peptide production and plant-based expression systems for medical and agricultural biotechnology / E. Holaskova [et al.] // Biotechnol. Adv. – 2015. – Vol. 33, N 6. – P. 1005–1023. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2015.03.007
8. Molecular farming of antimicrobial peptides: available platforms and strategies for improving protein biosynthesis using modified virus vectors / M. L. Leite [et al.] // An. Acad. Bras. Ciênc. – 2019. – Vol. 91, N 1. – P. e20180124. https://doi.org/10.1590/0001-3765201820180124
9. Antimicrobial peptide expression in a wild tobacco plant reveals the limits of host-microbe-manipulations in the field / A. Weinhold [et al.] // eLife. – 2018. – Vol. 7. – P. e28715. https://doi.org/10.7554/elife.28715
10. yeung, A. T. Multifunctional cationic host defence peptides and their clinical applications / A. T. yeung, S. L. Gellatly, R. E. Hancock // CMLS. – 2011. – Vol. 68, N 13. – P. 2161–2176. https://doi.org/10.1007/s00018-011-0710-x
11. Cavallarin, L. Cecropin A – derived peptides are potent inhibitors of fungal plant pathogens / L. Cavallarin, D. Andreu, B. San Segundo // Mol. Plant Microbe Interact. – 1998. – Vol. 11, N 3. – P. 218–227. https://doi.org/10.1094/mpmi.1998.11.3.218
12. Transgenic plants expressing cationic peptide chimeras exhibit broad-spectrum resistance to phytopathogens / M. Osusky [et al.] // Nat. Biotechnol. – 2000. – Vol. 18, N 11. – P. 1162–1166. https://doi.org/10.1038/81145
13. Production of cecropin A in transgenic rice plants has an impact on host gene expression / S. Campo [et al.] // Plant Biotechnol. J. – 2008. – Vol. 6, N 6. – P. 585–608. https://doi.org/10.1111/j.1467-7652.2008.00339.x
14. Трансгенные растения картофеля белорусских сортов, экспрессирующие гены антимикробных пептидов цекропин-мелиттинового типа / Н. Л. Вутто [и др.] // Генетика. – 2010. – Т. 46, № 12. – С. 1626–1634.
15. Jabs, T. Reactive oxygen intermediates as mediators of programmed cell death in plants and animals / T. Jabs // Biochem. Pharmacol. – 1999. – Vol. 57, N 3. – P. 231–245. https://doi.org/10.1016/s0006-2952(98)00227-5
Рецензия
Просмотров: 1020
Послать статью по эл. почте 