研究人员发现植物RNA防御系统隐藏在不起眼的气泡中以对抗霉菌入侵

加州大学河滨分校的科学家发现了一种隐形分子武器，植物可以用它来攻击入侵的灰霉细胞。如果您在冰箱中见过一块毛茸茸的水果，那么您就看到了灰霉病。它是一种侵略性真菌，可感染1,400多种不同的植物物种：几乎所有水果、蔬菜和许多花卉。它是世界上对粮食作物破坏性第二大的真菌，每年造成数十亿美元的农作物损失。

《CellHost&Microbe》杂志上的一篇新论文描述了植物如何将充满RNA的微小、看似无害的脂质“气泡”发送到敌方防线，进入侵略性霉菌的细胞。一旦进入内部，不同类型的RNA就会出来抑制将它们吸入的感染细胞。

加州大学河滨分校微生物学和植物病理学系教授、主要作者金海灵说：“植物并不是坐在那里无所事事。它们正在努力保护自己免受霉菌侵害，现在我们更好地了解它们是如何做到这一点的。”新论文的。

此前，Jin的团队发现植物利用气泡(技术上称为细胞外囊泡)发送小RNA分子，这些分子能够沉默使霉菌有毒的基因。现在，研究小组了解到这些气泡还可能含有信使RNA或mRNA分子，这些分子会攻击重要的细胞过程，包括霉菌细胞中细胞器的功能。

“这些mRNA可以编码一些最终进入霉菌细胞线粒体的蛋白质。这些蛋白质是任何细胞的动力源，因为它们产生能量，”Jin解释道。“一旦进入内部，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力。”

目前还不完全清楚为什么真菌会接受脂质气泡。金推测他们可能只是饿了。“真菌可能会占据囊泡，因为它们只是想要营养。它们不知道这些RNA隐藏在囊泡中，”她说。

这一策略对于植物来说是一种有效的策略，因为一个mRNA分子就可以对真菌产生巨大的影响。“与其他形式的分子武器相比，传递mRNA的优点在于，一种RNA可以翻译成许多蛋白质副本。这放大了mRNA武器的效果，”Jin说。

霉菌还利用这些相同的脂质泡将小的、具有破坏性的RNA传递到它们所感染的植物中，以抑制宿主免疫力，这是共同进化军备竞赛的一部分而发展起来的能力。由于RNA很容易降解，因此气泡为植物和真菌的脆弱货物运输提供了极好的保护。

“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，试图互相对抗，”金说。“以前人们关注的是蛋白质的交换。现在，现代技术使我们能够在这场战斗中发现另一组重要的参与者。”

展望未来，科学家们希望利用这一发现来创造创新的、环保的杀菌剂。“基于RNA的杀菌剂不会在环境中留下有毒残留物，也不会影响人类或动物。RNA存在于大多数食物中，并且很容易被消化，”金说。

“控制害虫和病原体是一场永无休止的战斗。如果我们能够提供干扰霉菌细胞功能的mRNA，我们也许能够帮助植物更有效地参与这场战斗。”