Ka taimed vajavad krüptograafiat

18. Mar 2012

Päev pärast Teise Maailmasõja algust, 4. septembril 1939, asus briti matemaatik Alan Turing tööle Valitsuse Kodeerimis- ja krüptograafiakoolis Kirde-Inglismaal Bletchey Park’is. Juba mõne nädala pärast pakkus ta koos kolleegidega esimesi lahendusi, et lahti muukida sakslaste sidesõnumeid.

Ainuraksed bakterid suhtlevad üksteisega nagu saksa sõjaväestrateegid, kasutades kodeeritud teateid, et koordineerida rünnakuid oma ründeobjektidele. Bakterite jaoks on need objektid taimed ja loomad, kellelt saada kasvuks vajalikke toitaineid. Siiani arvati, et ründavate bakterite kasutatav koodide arv on piiratud. Ometi avastati hiljuti, et bakterid suhtlevad siiani tundmatu signaali vahendusel. Kuid taimed tegutsevad nagu Turing sõjas ning on arendanud endale dekodeeriva süsteemi, mida kutsutakse XA21 retseptoriks. Sellest kirjutasid möödunud aasta detsembris veebiajakirjas PLoS ONE California Ülikooli geneetik Pamela Ronald ja tema Lõuna-Korea ning Tai kolleegid.

Kui bakterirakud kasvavad, eraldavad nad oma keskkonda signaalmolekule. Nende hulga kasvades ületab signaal läve ja bakterid alustavad rühmatööd. Siiani arvati, et kahel bakterite põhirühmal, gram-positiivsetel ja gram-nagatiivsetel bakteritel on erinevad suhtlemiskoodid, kuna nad kasutavad erinevaid signaalmolekule. Kuid hiljuti avastatud signaal ei kuulu kummassegi klassi. See on väike valk, mida valmistatakse bakterirakus ja eristatakse sealt keskkonda. Teiste sama klassi bakterite poolt registreeritud signaal võimaldab bakteritel koguneda kaitsekogumiteks, mida kutsutakse biokiledeks. Biokiled kaitsevad baktereid näiteks ka antibiootikumide eest. See muudab bakterid pelgast sisseimbujast jõhkraks sissetungijaks. Nad paljunevad näiteks riisitaime veeringluse süsteemis ja põhjustavad taimede kängumist ning surma. Enamik riisitaimi on sellise rünnaku vastu kaitsetud.

Erandiks on taimed, mis kannavad vastavat, XA21 immuunretseptorit. Need retseptorid suudavad bakterite signaalmolekule ära tunda. See annab taimele võimaluse bakterite rünnakule vastu astuda.

Samalaadsed signaalmolekulid on ka bakteritel, mis ohustavad inimesi, eriti patsiente haiglates. Riis pole ainus rünnakuobjekt, kes on õppinud ründavate bakterite signaalsüsteemi lahti muukima ja seeläbi end kaitsma. Ennustatakse, et erinevatel teraviljadel on sellelaadseid retseptoreid 300, kuid see on veel tundmatu maa. Teadlased loodavad leida ravimeid, mis takistaksid bakteritel moodustada biokilesid.

Allikas: Scientific American

Kommenteeri

Telli Teadus.ee uudiskiri