Растения, как и животные, обладают иммунитетом. Однако патогены постоянно мутируют, заставая картофель и помидоры врасплох. Алгоритм искусственного интеллекта AlphaFold подбирает оптимальный набор аминокислот, позволяющий иммунным рецепторам растений противостоять изменчивым патогенам и бороться с бурой гнилью и другими инфекциями — пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».
Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе использовали алгоритм машинного обучения, чтобы помочь растениям распознавать максимально широкий спектр бактериальных угроз. Это может привести к разработке инновационных способов защиты томатов, картофеля и других жизненно важных сельскохозяйственных культур от разрушительных болезней, таких как бактериальный вилт (бурая гниль). Исследование было опубликовано в журнале Nature Plants.
Растения, как и животные, обладают иммунной системой. В состав их защитных средств входят иммунные рецепторы, которые позволяют им обнаруживать бактерии и защищаться от них. Один из этих рецепторов, называемый FLS2, помогает растениям распознавать флагеллин — белок, содержащийся в жгутиках, которые бактерии используют для передвижения. Но бактерии коварны и постоянно эволюционируют, чтобы избежать обнаружения иммунными рецепторами своих жертв.
Бактерии соревнуются со своими растениями-хозяевами и могут изменять основные аминокислоты во флагеллине. Чтобы помочь растениям не отстать в «гонке вооружений», команда ученых обратилась к алгоритму искусственного интеллекта AlphaFold. Это инструмент, разработанный для прогнозирования трехмерной формы белков. В результате подбора оптимальных комбинаций FLS2, растения существенно улучшили свою иммунную систему, и стали ловить в разы больше «злоумышленников».
Картофель с признаками бактериального увяданияИсточник: https://phys.org/
Команда ученых сосредоточилась на рецепторах, которые распознают наибольшее количество бактерий. При этом они экспериментировали даже с теми рецепторами, которые не были обнаружены в полезных видах растений. Основной задачей было определение подлежащих модификации аминокислот.
Мы смогли восстановить поврежденный рецептор, в котором победил патоген, и дать растению шанс противостоять инфекции гораздо более целенаправленным и точным способом. Это открывает возможности для развития устойчивости сельскохозяйственных культур к широкому спектру болезней с использованием прогностического подхода.
Джитта Коукер
профессор кафедры патологии растений.
Одной из мишеней исследователей стала бактерия Ralstonia solanacearum, причина бурой гнили — бактериального увядания томатов, огурцов, картофеля и других культур. Некоторые «всеядные» штаммы этого почвенного патогена могут поражать более 200 видов растений.
Команда биологов разрабатывает инструменты машинного обучения, позволяющие предсказать, какие иммунные рецепторы стоит изменить в будущем. Ученые также пытаются сузить количество подлежащих модификации аминокислот, что позволит существенно сократить материальные и временные затраты.
Бактериальное увядание томатов крупным планомИсточник: https://usadba.guru/
Недавно Hi-Tech Mail рассказал, как ученым удалось спасти перцы от опасных вирусов.
