植物可能利用分子和气泡对抗霉菌

虽然冰箱可以在安全温度下储存食物并保持新鲜，但它们也可能成为破坏水果的灰霉菌的滋生地。大多数霉菌在温暖的温度下茁壮成长，但许多霉菌可以通过产生孢子在冰箱中生长。孢子可以随空气传播并积聚在冰箱内，感染水果和蔬菜。然而，植物可能并非完全无法抵御这种爬行真菌。根据 12 月 15 日发表在《细胞宿主与微生物》杂志上的一项研究，植物使用一种隐形分子武器来攻击灰霉菌的细胞。

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为了进行更深入的研究，该团队分析了一种名为拟南芥（又名拟南芥）的植物中存在的信使 RNA (mRNA) 分子，以抵抗灰霉病（ Botrytis cinerea ）。mRNA 是细胞内的小分子，具有一组类似于蓝图的指令。虽然这三种类型的 RNA 都可以构建蛋白质，但 mRNA 的作用就像信使一样，传递蛋白质的配方。

在实验室中，他们观察了植物如何发出称为细胞外囊泡的小脂质“气泡”，这些气泡充满了 RNA 和 mRNA 分子，可以攻击侵袭性霉菌的细胞。一旦气泡进入细胞，这些分子就可以抑制传染性霉菌细胞。

“植物并不是无所事事地呆在那里。它们正在试图保护自己免受霉菌的侵害，现在我们对它们是如何做到这一点有了更好的了解，”这项研究的共同作者、加州大学河滨分校微生物学家 Hailing Jin 在一份声明中说。

金的研究小组此前发现，植物利用这些相同的气泡来发送小的 mRNA 分子，这些分子可以抑制使霉菌更具毒性的基因。这项新研究发现，这些气泡中的 mRNA 分子可以攻击霉菌细胞中的重要细胞过程，包括细胞器的功能。

“这些 mRNA 可以编码一些蛋白质，这些蛋白质最终进入霉菌细胞的线粒体。它们是任何细胞的动力源，因为它们能产生能量，”金说。“一旦进入，它们就会扰乱真菌线粒体的结构和功能，从而抑制真菌的生长和毒性。”

这项研究的团队并不完全确定真菌为什么会接受脂质气泡。他们认为，真菌可能只是饿了。真菌可能吸收气泡以获取营养，却不知道气泡里有危险的东西。对于植物来说，这是一种有效的策略，因为一个微小的 mRNA 分子就能对真菌产生很大的影响。据金介绍，含有 mRNA 的分子武器可以翻译成数百万份蛋白质，并放大其效果。

有趣的是，霉菌利用这些相同的脂质泡将小的、有害的 RNA 输送到它们感染的植物中。它们会抑制植物的免疫力，并为真菌接管植物宿主所需的遗传信息提供良好的保护。

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“在感染过程中，植物和真菌总是会进行大量的通讯和分子交换，试图相互对抗，”金说。“以前人们研究的是蛋白质的交换。现在，现代技术让我们能够发现这场战斗中另一组重要的参与者。”

在未来的研究中，该团队希望利用这种隐形 RNA 传递系统的发现来制造更多环保型杀菌剂。他们相信这些潜在的基于 RNA 的杀菌剂不会在环境中留下有毒残留物，也不会对动物和人类产生影响。

“控制害虫和病原体的战斗永无休止，”金说。“如果我们能够提供干扰霉菌细胞功能的 mRNA，我们或许能够帮助植物更有效地打赢这场战斗。”