Helsingin yliopisto

Kasvivirus kaappaa kasvin puolustusjärjestelmän – tutkijat voivat löytää keinon iskeä takaisin

Jaa

Hiljattain löydetyt kasvi- ja virusproteiinien vuorovaikutukset tarjoavat uusia mahdollisuuksia muokata kasveista vastustuskykyisiä viruksille. Näin voidaan muuttuvissa ilmasto-oloissakin varmistaa viljelykasvien satoa.

Monet yleisten kasvivirusten aiheuttamat taudit heikentävät tärkeiden ruokakasvien satoja. Esimerkiksi perunan virukset voivat pahimmillaan tuhota jopa 80 prosenttia tartunnan saaneen pellon sadosta.

Kasvit eivät ole täysin aseettomia viruksia vastaan, vaikka niillä ei ihmisten tapaan olekaan immuunijärjestelmää. Merkittävin kasvisolun puolustuskeinoista virusinfektiota vastaan on geeninhiljennys. Siinä kasvisolu tunnistaa viruksesta peräisin olevan vieraan geneettisen materiaalin ja pilkkoo sen pieniin osiin.

– Nämä genomin pätkät ohjaavat puolestaan kasvisolun proteiineja tunnistamaan ja tuhoamaan virusgenomit. Tämän tuloksena virusproteiinien tuotto loppuu, eli viruksen geenien sanotaan ”hiljenevän”. Onnistunut puolustusreaktio takaa, että virus ei pääse leviämään kasvissa, kertoo dosentti Kristiina Mäkinen Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisestä tiedekunnasta.

Virus voi kaapata kasvin puolustusjärjestelmän

Viruksilla on kuitenkin omat keinonsa vastustaa ja kiertää isäntäkasvin puolustusmekanismeja. Kristiina Mäkisen kasvivirologian ryhmä tutkii perunan A-viruksen vuorovaikutusta isäntäkasvin proteiinien kanssa. Yksi viruksen proteiineista kiinnostaa Mäkistä ja hänen tutkimusryhmäänsä aivan erityisen paljon, sillä se toimii kasvin puolustusjärjestelmää vastaan.

– Tämä proteiini ei ainoastaan kykene estämään geeninhiljennystä, vaan se pystyy valjastamaan geeninhiljennyksessä toimivat tekijät palvelemaan sekä oma lisääntymistään että uusien viruspartikkelien muodostumista. Virus siis ikään kuin pakottaa kasvin puolustuksen toimimaan alkuperäisen tarkoituksen vastaisesti, infektion hyväksi.

Vastustuskyvyssä perimällä on roolinsa – nykypäivän kasvinjalostustekniikoita tarvitaan

Luontaisesti virusresistenttejä kasveja tutkimalla on selvinnyt, että vastustuskyvyn taustalla on usein viruksen ja kasvin proteiinien vuorovaikutusta estäviä muutoksia kasvin perimässä. Muutosten saamiseksi kasvinjalostuksen käyttöön yliopistotutkija Maija Pollari näkeekin tarpeelliseksi alkaa hyödyntää nykypäivän kasvinjalostustekniikoita.

– Esimerkiksi juuri Nobelin palkinnon saaneiden tutkijoiden kehittämällä CRISPR-Cas9-menetelmällä on mahdollista kohdistaa viruksen toimintaa vastustavat muutokset juuri haluttuun paikkaan kasvin perimässä. Tämä on suuri edistysaskel verrattuna perinteiseen kasvijalostukseen, joka kasvien risteyttämisen lisäksi nojaa sattumanvaraisia muutoksia aiheuttavien kemikaalien ja radioaktiivisen säteilyn käyttöön, Pollari jatkaa.

Kristiina Mäkisen tutkimusryhmän löytämät kasvin ja viruksen proteiinien vuorovaikutukset tarjoavat uusia kohteita muokata isäntäkasveista vastustuskykyisiä perunavirukselle. Tutkijoiden tavoitteena on löytää kasviproteiineista kohta, jonka kautta se on kosketuksissa virusproteiiniin.

– Kun proteiinia muutetaan niin, että vuorovaikutus estyy, kasvin geeninhiljennysmekanismi saattaa taas saada yliotteen viruksesta. Viljelykäytössä virusresistentit lajikkeet vähentävät virustautien aiheuttamia menetyksiä ja sitä kautta parantavat satoja. Lisäksi on todennäköistä, että ympäristön kemikaalikuormitus keventyy, kun kirvojen torjuntaan käytettävien kemikaalien määrä pienenee, Kristiina Mäkinen toteaa.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Kristiina Mäkinen, kristiina.makinen@helsinki.fi, puh. 050 318 5045

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto
PL 3
00014 Helsingin yliopisto

02941 911 (vaihde)http://www.helsinki.fi/yliopisto

Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa se on ollut toistuvasti maailman sadan parhaan yliopiston joukossa. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.

 

Tiedeviestinnän asiantuntija Elina Raukko, elina.raukko@helsinki.fi, puh. 050 318 5302, @LifeSciHelsinki

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Luonto on paikallisesti sopeutunut nykyiseen ilmastoon – sopeutuminen uuteen ilmastoon vaatii uutta evoluutiota24.11.2020 06:30:00 EETTiedote

Toimiakseen oikein oikeaan vuodenaikaan eliöiden on seurattava vihjeitä ympäristöstään. Ilmastonmuutoksen myötä näiden vihjeiden ajoitus, kuten lämpimien päivien kertyminen, on nopeasti muuttumassa. Nyt laaja tutkijaverkosto osoittaa, että eliöiden elinkiertotapahtumien ajoitus – eli fenologia – ei pysy ympäristövihjeiden vaihtelun tahdissa. Helsingin yliopiston tutkijat ovat koordinoineet entisen Neuvostoliiton pitkäaikaisseurantojen valtavan tietomäärän ’Luonnon aikakirjat’ –arkistoon kaikkien tutkijoiden käyttöön.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme