Tuần tin khoa học 777 (21-27/02/2022)

Nitric oxide MSHA và hệ men phosphodiesterase CdpA

Nguồn: Hannah Q. Hughes, Kyle A. Floyd, Sajjad Hossain, Sweta Anantharaman, David T. Kysela, Miklόs Zöldi, Lászlό Barna, Yuanchen Yu, Michael P. Kappler, Triana N. Dalia, Ram C. Podicheti, Douglas B. Rusch, Meng Zhuang, Cassandra L. Fraser, Yves V. Brun, Stephen C. Jacobson, James B. McKinlay, Fitnat H. Yildiz, Elizabeth M. Boon, and Ankur B. Dalia. 2022. Nitric oxide stimulates type IV MSHA pilus retraction in Vibrio cholerae via activation of the phosphodiesterase CdpA. PNAS February 15, 2022 119 (7) e2108349119

Tất cả sinh vật tỏ ra nhạy cảm và phản ứng với môi trường bên ngoài của chúng. Vi khuẩn có cách riêng của nó tương tác với ngoại cảnh thông qua phát triển hoạt động cơ học và rút lại cơ quan “chiên mao” (filamentous appendages) trên mặt phẳng được gọi là pili. Trong khi pili rất cần thiết cho nhiều chức năng, ví dụ như kết gắn với phân tử, sự di động, và hấp thu DNA, những yếu tố này điều tiết hoạt động mang tính chất cơ học c3a chúng còn được biết rất ít. Ở đây, người ta mô tả làm cách nào mà tín hiệu của ngoại cảnh kích hoạt được một chu trình truyền tín hiệu để khởi động bản chất thụt vào của pili mang bản chất hemagglutinin rất nhạy cảm với mannose của vi khuẩn Vibrio cholerae. Sự thụt vào của những pili như vậy khởi động bản chất tách rời ra khỏi bề mặt của vi khuẩn V. cholerae và có thể là một phương tiện mà vi khuẩn có thể phản ứng với những thay đổi của ngoại cảnh.

Xem https://www.pnas.org/content/119/7/e2108349119

Di truyền biểu sinh của virus gây bệnh xoăn lá cà chua Ấn Độ

Nguồn: Ashish Prasad, Namisha Sharma, Oceania Chirom & Manoj Prasad. 2022.  The sly-miR166-SlyHB module acts as a susceptibility factor during ToLCNDV infection. Theoretical and Applied Genetics; January 2022; vol. 135: 233–242 

Hình: Triệu chúng của Tomato leaf curl New Delhi virus (ToLCNDV).

Vai trò của phân tử miRNAs trong suốt chu kỳ phát sinh bệnh siêu vi được hiểu biết rất ít trong thực vật. Ở đây, người ta chứng minh rằng một phân tử miRNA/target module hoạt động như một yếu tố nhạy cảm với siêu vi khi có sự xâm nhiễm của bệnh ToLCNDV. Bệnh ToLCNDV (Tomato leaf curl New Delhi virus) gây thiệt hại rất lớn trên vùng canh tác cà chua. Nó lan rộng trên nhiều vùng địa lý khác nhau với tốc độ rất nhanhvà tàn phá nghiêm trọng. Sự tiến hóa của vec tơ côn trùng bọ phấn trắng Bemisia tabaci mang siêu vi ToLCNDV rất khó đưiọc kiểm soát trong nhiều năm nay. Vì vây, điều quan trọng là những cơ chế chống chịu của cây chủ liên quan đến tính kháng/nhiễm với ToLCNDV là mục tiêu nghiên cứu nhằm phát triển chiến lược quản lý bệnh hiệu quả. Theo kết quả nay, người ta xác định rằng phân tử sly-miR166/SlyHB module hoạt động như một factor nhiễm siêu vi ToLCNDV trong cây Solanum lycopersicum. Sly-miR166 điều tiết rất chuyên biệt tùy theo sự xâm nhiễm của ToLCNDV trong hai giống cà chua có phản ứng đối trọng nhau; giống H-88-78-1 (chống chịu với ToLCNDV) và giống Punjab Chhuhara (nhiễm ToLCNDV). Phân tích mức độ biểu hiện gen của sly-miR166 cho thấy sự biểu hiện của SlyHB tương quan nghịch với phân tử miRNA tương ứng. Sự làm câm gen làm kích thích siêu vi của gen SlyHB trong giống cà chua nhiễm trong kết quả suy giảm mức độ bệnh cho thấy rằng SlyHB là một regulator âm tính của hệ thống bảo vệ cây. Tóm lại, nghiên cứu này phác họa một phân tử  miRNA/target module hoạt động như một yếu tố nhiễm trong khi siêu vi ToLCNDV xâm nhiễm.  Báo cáo khoa học này là công trình đầu tiên nghiên cứu vai trò của sly-miR166/SlyHB module trong phá sinh học ToLCNDV.

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-021-03962-4

Protein dự trữ trong giai đoạn tăng trưởng của cây bắp

Nguồn:Hari K R Abbaraju, Rajeev Gupta, Laura M Appenzeller, Lynne P Fallis, Jan Hazebroek, Genhai Zhu, Timothy M Bourett, Richard J Howard, Ben Weers, Renee H Lafitte, Salim M Hakimi, Jeffery R Schussler, Dale F Loussaert, Jeffery E Habben, Kanwarpal S Dhugga. 2022. A vegetative storage protein improves drought tolerance in maize.

Plant Biotechnol J.; 2022 Feb;20(2):374-389.; doi: 10.1111/pbi.13720. 

VSP được viết tắt từ thuật ngữ Vegetative storage proteins được hiểu như là cách thức dự trữ nitrogen trong nhiều loài thực vật song tử diệp và chưa được người ta biết nhiều trên loài cây trồng Hòa Bản, cây trồng đang chiếm diện tích lớn nhất trên quả đất. Người ta phân lập và định tính VSP trong hệ gen cây bắp, chứng minh được rằng sự biểu hiện mạnh mẽ của nó trong sự kiện bắp chống chịu khô hạn. Sự cung ứng thêm nitrogen kích hoạt lipoxygenase (ZmLOX6) ở nhu mô diệp nhục, định hướng đến lục lạp (chloroplasts) thông qua một N-terminal transit peptide mới có tất cả 62 amino acids. Khi sự biểu lệch có tính lệch lạc, trong điều kiện các nghiệm thức được kiểm soát thống nhất, nhất là các promoter chuyên biệt với mô, nó tích lũy mức độ gấp 5 lần cao hơn biểu hiện ở tế bào diệp nhục (mesophyll cells) so với cây nguyên thủy (wild-type). Sự biểu hiện có tính chất nguyên tắc hoặc biểu hiện có tính chất đích đến (targeted expression) đặc biệt ở các tế bào bó mạch làm tăng sự tích tụ bởi ít hơn hai lần. ZmLOX6 biểu hiện mạnh mẽ được di dộng một lần nữa từ lá giống như các protein chính trong suốt gia đoạn phát triển hạt bắp. Kết quả đánh giá nhiều năm ở ngoài đồng, nhiều địa điểm, những dòng con lai transgenic biểu hiện mạnh mẽ ZmLOX6 trong ết bào diệp nhục cho năng suất cao hớn đáng kể so với  dòng sibs không phải chuyển nạp gen trong điều kiện stress khô hạn khi bắp trổ bông. Sự dự trữ bổ sung của nitrogen như VSP trong lá bắp cải thiện được ảnh hưởng của khô hạn của giống bắp cao sản hạt chắc.

Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34614273/

Flavin-dependent monooxygenase trong chất bay hơi có nitrogen của cây cà chua

Nguồn: David K. Liscombe, Yusuke Kamiyoshihara, Jérémie Ghironzi, Christine J. Kempthorne, Kevin Hooton, Blandine Bulot, Vassili Kanellis, James McNulty, Nghi B. Lam, Louis Félix Nadeau, Michael Pautler, Denise M. Tieman, Harry J. Klee, and Charles Goulet. 2022. A flavin-dependent monooxygenase produces nitrogenous tomato aroma volatiles using cysteine as a nitrogen source. PNAS February 15, 2022 119 (7) e2118676119;

Mùi thơm là một yếu tố quan trọng đối với người tiêu dùng và sự chấp nhận của họ với quả cà chua tươi, giống như một cocktail bao gồm nhiều hợp chất khác nhau. Quả cà chua cho ra những chất bay hơi có hàm lượng nitrogen không đồng đều, được dẫn xuất từ các amino acids giàu leucine và phenylalanine. Những chất bay hơi ấy có tương quan thuận rất chặt chẽ với sự hài lòng của người tiêu dùng. Người ta chúng minh được một hệ men rất tích cực trong giai đoạn cà chua chín quả, tương ứng với sản sinh ra những chất bay hơi có nguồn gốc nitrogenở trong quả cà chua, ở mức độ tiêu thụ các cơ chất dẫn xuất từ cysteine và những aldehydes bay hơi. Khám phá khoa học này xác định một lộ trình của  độc lập của cysteine đối với chất bay hơi có nitrogen trong thực vật, thúc đầy một sự xem xét lại tác động ấy của cơ chế biến dưỡng sulfur trong mùi vị quả cà chua, và chất lượng cà chua trên thị trường.

Xem: https://www.pnas.org/content/119/7/e2118676119