Л. Х. Гордон доктор биологических наук, профессор
Трансгенные растения с генами белков - участников
жүктеу/скачать 3,42 Mb. Pdf көрінісі
|
| Трансгенные растения с генами белков - участников
сигнальных систем. В настоящее время осуществлен пере- нос в растения генов белков, участвующих почти во всех этапах передачи сигнала от элиситоров до генома клеток. Получены трансгенные растения с рецепторным автоки- назным белком [Ohtake et al., 2000; Tao et al., 2000] и с рядом белков, принимающих участие в обслуживании сигнальных систем клеток. Одним из важнейших участников этих сис- тем являются G-белки и протеинкиназы. Трансгенные рас- тения с активным геном G-белка подтверждают это поло- жение, обнаруживая повышенную устойчивость к вирусам [Sano et al., 1994; Sano, Ohashi, 1995; Li et al., 2001], так же как растения с привнесенным геном протеинкиназы |Morello et al., 2000]. Были получены трансгенные растения с привнесенным геном кальцийзависимой протеинкиназы [Romeis et al., 2000]. Обязательным участником сигнальных систем клеток являются факторы регуляции транскрипции, и трансгенные растения с активными генами этих белков обнаруживают повышенную устойчивость к патогенам |Mayda et al., 1999; Park et al., 2001]. Недавно было обнару- жено, что при вирусной инфекции повышается активность гена РНК-зависимой РНК-полимеразы растения табака, что предположительно повышало устойчивость к вирусу. Использование трансгенных растений табака с антисмыс- ловым геном этого фермента показало, что у исследуемых растений наблюдалось нарушение защитных реакций и как локальное (в месте инфицирования), так и системное накоп- ление вирусов [Xie et al., 2001]. Выше уже были охарактеризованы основные сигналь- ные системы клеток растений: аденилатциклазная, МАР- киназная, фосфатидатная, кальциевая, липоксигеназ-ная, супероксиддисмутазная (НАДФН-оксидазная), NO-син- тазная и протонная сигнальные системы. Изменение работы МАР-киназной сигнальной системы и повышение устойчивости к стрессорам достигалась в трансгенных растениях с помощью гена МАРК [Seoa et al., 1999] или изоформы МАРККК, активируемой перекисью водорода [Kovtun et al., 2000], снижение интенсивности син- теза фосфатидной кислоты в фосфатидатной системе у ара- бидопсиса - с помощью антисмыслового подавления синте- за фосфолипазы Д [С. Wang, 2000]. В кальциевой сигналь- ной системе использовались трансгенные растения с анти- смысловым геном фосфолипазы С [Sanchez, Chua, 2001], привнесенными генами кальмодулина [Harding et al., 1997] и инозитол-5'-фосфатазы (снижающей содержание инози- толтрисфосфатов и инозитолтетракисфосфатов, что подав- ляет кальциевый сигнальный путь) [Berdy et al., 2001; Sanchez, Chua, 2001], в липоксигеназной - генами гидро- пероксидлиазы [Vancanneyt et al., 2001], образующей анти- патогенные летучие С 6 - соединения, и алленоксидсинтазы [Harms et al., 1995], катализирующей образование фитодие- новой кислоты, из которой синтезируется жасмоновая кис- лота. Трансгенные растения арабидопсиса с привнесенным геном метилтрансферазы обнаруживали повышение устой- чивости к патогенным грибам за счет усиления образования из жасмоновой кислоты подвижной стрессовой сигнальной молекулы метилжасмоната [Seo et al., 2001], что вызвало усиление формирования системного иммунитета. Особенно много работ посвящено трансгенной модифи- кации супероксидсинтазной сигнальной системы с помо- щью переноса генов супероксиддисмутазы [Van Camp et al., 1996; Chung et al., 2000; Pan et al., 2001], катал азы [Takahashi et al., 1997; Willekens et al., 1997; Chamnongpol et al., 1998; Mittler et al., 1999], аскорбатпероксидазы [Mittler et al., 1999] или гидроксилазы салициловой кислоты [Chamnongpol et al., 1998; Reuber et al., 1998; Kumar, Klessig, 2000; Lee et al., 2001; Yoshioka et al., 2001], катализирующей ее превращение в не- активный катехол. Как правило, генетическое вмешатель- ство в функционирование НАДФН-оксидазной системы приводило к изменениям в вызванном патогенами апоптозе клеток. Трансгенные растения табака с перенесенным в них геном подавления апоптоза животных проявляли большую устойчивость к вирусу табачной мозаики [Mitsuhara et al., 1999; Dickman et al., 2001], что еще раз свидетельствует об общности механизмов апоптоза и его участников. Ингиби- тор апоптоза животных клеток оказывал аналогичное дейст- вие и на клетки арабидопсиса [Kawai-Yamada et al., 2001]. На протекание апоптоза и устойчивость к патогенам может оказывать влияние активность не только супероксидисму- тазы и каталазы, но и ферментов, от которых также зави- сит окислительно-восстановительный режим клеток — цис- теин-пероксиредоксина и глутатион-пероксидазы, о чем свидетельствуют трансгенные растения с генами этих фер- ментов [Lee et al., 2000; Roxas et al., 2000]. Интересны результаты опытов с катионной пероксидазой растений, по- казавшие, что ее свойства можно изменять с помощью на- правленной генетической замены одной из трех гликозили- рующихся аминокислот [Lige et al., 2001]. В связи с тем, что Н + - АТФаза, по-видимому, играет важ- ную роль в функционировании протонной сигнальной сис- темы [Schaller, (Decking, 1999], представляют интерес дан- ные о повышении устойчивости растений к грибам и бакте- риям после введения в них гена бактериородопсина из Halobacterium halobium [Mittler et al., 1995; Abad et al., 1997; Rizhsky, Mittler, 2001], выполняющего функции протонной помпы, как было показано в серии работ В.П. Скулачева, доказавшего с помощью этого объекта справедливость представлений о трансмембранном протонном градиенте как предшественнике АТФ. жүктеу/скачать 3,42 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|