#การจัดการเชื้อรา #ปฏิสัมพันธ์ของเชื้อราพืช #เชื้อราทางชีวภาพ #เชื้อราที่ทำให้เกิดโรค #โครงสร้างโปรตีน #AMFungi #EffectorProteins #สุขภาพพืช #เกษตรกรรม #AlphaFold2 #ปฏิสัมพันธ์ของจุลินทรีย์จากพืช #GatsbyCharitableFoundation #SLCU
นักวิทยาศาสตร์จาก Sainsbury Laboratory Cambridge University (SLCU) ได้ทำการค้นพบที่ก้าวล้ำ โดยเผยให้เห็นว่าเชื้อราทางชีวภาพและเชื้อราที่ทำให้เกิดโรค แม้จะมีความสัมพันธ์กันอย่างห่างไกล แต่ก็ใช้กลุ่มโปรตีนที่คล้ายกันเพื่อจัดการและอาศัยอยู่ในพืช งานวิจัยนี้ซึ่งเปรียบเทียบโปรตีนที่หลั่งออกมาจากเชื้อราเหล่านี้โดยใช้เทคโนโลยี AI ขั้นสูง ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับกลไกที่เป็นพื้นฐานของปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชกับเชื้อรา การค้นพบนี้มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการเกษตรและระบบนิเวศทางธรรมชาติ เนื่องจากการทำความเข้าใจเครื่องมือระดับโมเลกุลเหล่านี้อาจช่วยเพิ่มความสัมพันธ์ระหว่างเชื้อราและพืชที่อาจเป็นประโยชน์ ขณะเดียวกันก็ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อความไวต่อเชื้อโรคที่เพิ่มขึ้น
Sebastian Schornack และทีมวิจัยของเขาที่ SLCU ทุ่มเทให้กับการระบุและจำแนกลักษณะพิเศษของเอนไซม์ arbular mycorrhiza (AM) ซึ่งเป็นโปรตีนที่หลั่งออกมาจากเชื้อราทางชีวภาพเพื่ออำนวยความสะดวกในการตั้งรกรากของรากพืช ในภารกิจเพื่อค้นหากลยุทธ์ที่ใช้กับเชื้อราที่ทำให้เกิดโรคและเชื้อราทางชีวภาพ ทีมงานได้ใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ AlphaFold2 AI ซึ่งเป็นเครื่องมืออันทรงพลังในการทำนายโครงสร้างโปรตีน สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาสามารถเปรียบเทียบโปรตีนที่หลั่งออกมาของเชื้อราทางชีวภาพและเชื้อราที่ทำให้เกิดโรค ซึ่งท้ายที่สุดก็นำไปสู่การค้นพบกลุ่มโปรตีนที่มีโครงสร้างคล้ายกันซึ่งเข้ารหัสในจีโนมของเชื้อราทั้งสองประเภท
ผลการศึกษานี้มีผลกระทบอย่างกว้างขวางต่อสุขภาพของพืชและการเกษตร เชื้อราทางชีวภาพ เช่น เชื้อรา AM มีบทบาทสำคัญในการดูดซึมสารอาหาร การส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช และการป้องกันเชื้อโรค ในทางกลับกัน เชื้อราที่ทำให้เกิดโรค เช่น Fusarium oxysporum เป็นเชื้อก่อโรคที่ทำลายล้างซึ่งคุกคามพืชผลสำคัญ เช่น กล้วยและปาล์มน้ำมัน การจำแนกโปรตีนที่ใช้ร่วมกันซึ่งรู้จักกันในชื่อ Fusarium oxysporum lycopersici dual-domainprotein (FOLDs) แสดงให้เห็นว่าโปรตีนเหล่านี้มีส่วนช่วยให้เชื้อราทั้งทางชีวภาพและเชื้อราที่ทำให้เกิดโรคสามารถอาศัยอยู่ในพืชได้สำเร็จ
ดร. Schornack เน้นย้ำว่าในขณะที่การเสริมสร้างความสัมพันธ์ AM ในพืชผลอาจเป็นประโยชน์ต่อการเจริญเติบโตของพืช แต่ก็อาจเพิ่มความเสี่ยงต่อเชื้อโรคได้เช่นกัน การค้นพบครั้งนี้ทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับการมีอยู่และหน้าที่ของโปรตีนเหล่านี้ในเชื้อราทางชีวภาพและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชกับจุลินทรีย์
การทำความเข้าใจความหลากหลายและความคล้ายคลึงกันของเอฟเฟกต์ที่ใช้โดยทั้งซิมไบโอนท์และเชื้อโรคเป็นสิ่งสำคัญในการไขความซับซ้อนของปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชและจุลินทรีย์ แม้ว่าโปรตีนเอฟเฟกต์ในความสัมพันธ์ระหว่างโรคกับพืชได้รับการศึกษาค่อนข้างดี แต่ความรู้ของเราเกี่ยวกับปฏิกิริยาระหว่างกันระหว่างพืชกับซิมเบียนต์ เช่น ที่เกี่ยวข้องกับเชื้อรา AM นั้นมีจำกัด การค้นพบเอฟเฟกต์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างพืชและซิมเบียนเป็นจุดสนใจหลักของการวิจัยของทีม Schornack ที่กำลังดำเนินอยู่
การวิจัยที่ก้าวล้ำนี้เกิดขึ้นได้ผ่านการระดมทุนจากมูลนิธิการกุศล Gatsby, Royal Society และ European Research Council