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圖片來(lái)源: Zymoseptoria tritici ，導(dǎo)致小麥枯葉病，用C18-SMe2+處理

圖片來(lái)源: University of Exeter

致病真菌對(duì)全球糧食安全構(gòu)成了巨大且日益嚴(yán)重的威脅。

目前，我們通過(guò)噴灑抗真菌化學(xué)藥劑(也稱(chēng)殺菌劑)來(lái)保護(hù)我們的作物免受真菌病害。

然而，微生物對(duì)這些化學(xué)藥劑的抗藥性日益增長(zhǎng)的威脅要求不斷開(kāi)發(fā)新的殺菌劑。

由 Gero Steinberg 教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)來(lái)自Exeter大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，結(jié)合他們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，加入到對(duì)抗植物病原真菌的戰(zhàn)斗中來(lái)。

最近，在著名的科學(xué)雜志《Nature Communications》上，他們報(bào)道了一種新型單烷基親脂鏈陽(yáng)離子(MALCs)的發(fā)現(xiàn)，這種陽(yáng)離子可以防止小麥枯葉病和水稻稻瘟病。

這些疾病分別對(duì)溫帶種植的小麥和水稻構(gòu)成挑戰(zhàn)，因此危及了兩種最重要的為我們提供熱量的作物的安全。

科學(xué)家們的研究之旅始于發(fā)現(xiàn) MALC抑制真菌線粒體的活性。

線粒體是細(xì)胞的“動(dòng)力室”，病原體的所有基本過(guò)程都需要線粒體提供“燃料”。

Steinberg及其同事證明，這種“作用模式”在各種測(cè)試的 MALC 中都很常見(jiàn)，并且對(duì)植物病原真菌有效，而一種他們合成并命名為 C18-SMe2 + 的 MALC 則顯示出意想不到的其他作用模式。

首先，C18-SMe2 + 在線粒體內(nèi)產(chǎn)生攻擊性分子，這些分子以真菌生命所必需的蛋白質(zhì)為目標(biāo)，然后啟動(dòng)“自我毀滅”程序，最終導(dǎo)致真菌的“細(xì)胞自殺”。

其次，當(dāng)應(yīng)用于作物時(shí)，C18-SMe2 + 會(huì)“警告”植物防御系統(tǒng)，為作物的進(jìn)一步攻擊做好準(zhǔn)備，從而增加植物的武器庫(kù)來(lái)抵御入侵者。

最重要的是，Exete的研究人員證明，與現(xiàn)在噴灑的殺菌劑相比，C18-SMe2 + 對(duì)植物沒(méi)有毒性，對(duì)水生生物和人體細(xì)胞的毒性更小。

Steinberg 教授說(shuō): 「?？巳乜茖W(xué)家的共同努力，提供了真菌細(xì)胞生物學(xué)(我，Martin Schuster 博士)、真菌植物病理學(xué)(Sarah j. Gurr 教授)、人類(lèi)細(xì)胞生物學(xué)(Michael Schrader 教授)和合成化學(xué)(Mark Wood 博士)的技術(shù)，使我們能夠發(fā)展和描述這種強(qiáng)有力的化學(xué)。

“大學(xué)已經(jīng)申請(qǐng)了一項(xiàng)專(zhuān)利(GB 1904744.8) ，以表彰這種新型化學(xué)物質(zhì)在我們與真菌的長(zhǎng)期斗爭(zhēng)中的潛力。

“我們現(xiàn)在尋求合作伙伴 / 投資者，將這一發(fā)展帶到實(shí)地，并證明其在‘實(shí)際農(nóng)業(yè)條件’下的有用性。我們的長(zhǎng)期目標(biāo)是加強(qiáng)糧食安全，尤其是在發(fā)展中國(guó)家?！?/span>

斯坦伯格教授補(bǔ)充說(shuō): “我一直想把我的研究應(yīng)用到學(xué)術(shù)界象牙塔之外，把我工作的基本方面與有用的應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。

“生物科學(xué)研究委員會(huì)(BBSRC)的遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)為我提供了這次機(jī)會(huì)，我對(duì)此非常感激。 在我看來(lái)，這個(gè)項(xiàng)目是轉(zhuǎn)化研究造福公眾的一個(gè)強(qiáng)有力的例子?！?/span>

Sarah Gurr 教授說(shuō): “這是一項(xiàng)非常及時(shí)和重要的研究。 我們?cè)絹?lái)越意識(shí)到由真菌引起的植物疾病的負(fù)擔(dān)越來(lái)越重，我們需要更好地保護(hù)我們的卡路里和商品作物。

“我們面臨的挑戰(zhàn)不僅是發(fā)現(xiàn)和描述新的抗真菌藥物的作用模式，而且要確保對(duì)真菌有效的化學(xué)物質(zhì)不會(huì)損害植物、野生動(dòng)物或人類(lèi)健康?！?/span>

因此，這種新的抗真菌藥物是一個(gè)令人興奮的發(fā)現(xiàn)，它的用途可能會(huì)從農(nóng)作物擴(kuò)展到人類(lèi)的真菌疾病領(lǐng)域，甚至在涂料和防腐劑行業(yè)的各種應(yīng)用。這個(gè)價(jià)值投資!”

這項(xiàng)研究是由美國(guó)生物技術(shù)和生物科學(xué)研究委員會(huì)研究理事會(huì)(BBSRC)資助的。

文獻(xiàn)來(lái)源:

https://www./articles/s41467-020-14949-y