„Badania strukturalne wybranych białek uczestniczących w obronie
advertisement
„Badania strukturalne wybranych białek uczestniczących w obronie przeciwko patogenom u Hordeum vulgare” Michał Taube Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki W ramach pracy doktorskiej zajmuję się badaniem wybranych białek biorących udział w procesie odpowiedzi obronnej przeciwko organizmom patogennym u jęczmienia. W ostatnich latach nastąpił ogromny rozwój w badaniach mających na celu poznanie procesów prowadzących do uzyskania przez rośliny odporności na organizmy chorobotwórcze. Badania te są istotne przede wszystkim dlatego, że choroby roślin uprawnych nadal stanowią główną przyczynę zmniejszonych plonów na całym świecie. Niekiedy straty wywołane przez organizmy patogenne mogą sięgać aż 60% zbiorów. Dlatego poznanie molekularnych podstaw oddziaływań pomiędzy roślinami, a organizmami chorobotwórczymi jest ważne ze względów naukowych jak i ekonomicznych. Rośliny w podobnie jak ludzie muszą radzić sobie z zakażeniami wywołanymi przez organizmy chorobotwórcze takie jak bakterie, grzyby, wirusy. Jednak w odróżnieniu od ludzi nie posiadają wyspecjalizowanego układu obronnego. Pomimo to każda komórka roślinna jest w stanie uruchomić mechanizmy prowadzące do zatrzymania dalszego rozprzestrzeniania się infekcji. Rośliny potrafią radzić sobie z patogenami w różny sposób. Jednym z nich jest rozpoznawanie ewolucyjnie zakonserwowanych cząsteczek na powierzchni patogenów. W toku ewolucji organizmy chorobotwórcze nauczyły się unikać tej pierwszej linii obrony rośliny. Jednak w komórkach roślinnych występują białkowe receptory odporności R (ang. resistance), które rozpoznają białka patogenne- efektory, pojawiające się gdy patogen pokona pierwszą linię obrony. Receptory te przekazują sygnał do jądra komórki gdzie następuje uruchomienie mechanizmów prowadzących do uzyskania odporności. Każde białko R rozpoznaje jedną konkretną cząsteczkę. Warunkiem odporności jest występowanie u roślin odpowiedniego receptora, a u organizmu patogennego efektora. Białka R potrzebują do poprawnego działania innych białek. To tej grupy należą białka: białko szoku cieplnego 90kDa (Hsp90), Sgt1 oraz Rar1. Uważa się, że kompleks Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Hsp90:Sgt1:Rar1 utrzymuje białka R w nieaktywnej zagrożenia ze strony patogenów konformacji gdy nie ma jak również bierze udział w aktywacji procesu obronnego. Białka te są niezbędne do uruchamiania odpowiedzi, a brak tych białek powoduje podatność roślin na ataki niektórych patogenów. W ramach mojej pracy doktorskiej zamierzam zbadać metodami biofizyki strukturalnej strukturę i konformację białek Hsp90, Sgt1, Rar1 z jęczmienia oraz jak białka te oddziałują przestrzennie. Konformacja białka Hsp90 jest związana bezpośrednio z jego funkcją. Białko to uczestniczy w procesie ”fałdowania się” innych białek, jak również kontroluje by dane białko działało prawidłowo. Rola białek Sgt1 oraz Rar1 nie jest do końca wyjaśniona. Poprzez badania strukturalne zamierzam podjąć próbę odpowiedzi na pytanie o rolę tych białek w świetle funkcji białka Hsp90. Białka Rar1 oraz Sgt1 mogą stanowić pomost łączący białka R z białkiem Hsp90 lub utrzymywać białko Hsp90 w aktywnej/nieaktywnej konformacji. Badania nad molekularnymi mechanizmami odporności u roślin są ważne dla rozwoju Wielkopolski. Wpisują się w aktualny trend w nauce mający na celu wyjaśnienia na poziomie molekularnym w jaki sposób rośliny radzą sobie z patogenami. Wyniki badań będą mogły być zastosowane przy projektowaniu nowych transgenicznych odmian zbóż i roślin uprawnych o zwiększonej odporności na patogeny chorobotwórcze. Z kolei takie rośliny mogłyby zostać wykorzystane przez wielkopolskich rolników. Stosowane przeze mnie podejście badawcze będzie można również wykorzystać do badania innych białek związanych z patogenezą chorób roślinnych. Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
