Nghiên cứu con đường truyền lây của virus gây bệnh cho cây trồng

Michelle Cilia và Stewart Gray tại Cơ quan Nghiên cứu nông nghiệp (ARS), Robert W. Holley tại Trung tâm Nông nghiệp và Y tế ở Ithaca, và các đồng nghiệp của họ là James Bruce và Juan Chavez công tác tại trường Đại học Washington, đã lập bản đồ cấu trúc của một protein mang lại cho các loài virus thực vật nhất định khả năng dịch chuyển từ cây trồng sang côn trùng, thông qua côn trùng quay trở lại cây trồng.
Để di chuyển từ cây này sang cây khác, một số virus như virus xoăn lá khoai tây cần phải lưu lại trong các mô libe của cây bị nhiễm, do đó chúng có thể được hấp thụ bởi một con rệp ăn lá cây. Khi đã nhiễm sang rệp, virus này phải đi qua ruột và các mô nước bọt của côn trùng này trước khi nó có thể thông qua con rệp này nhiễm sang một cây khác.
Để kết thúc hành trình đó, các virus cần phải kết hợp thành các ổ lớn hơn được gọi là virion. Mỗi loài virus đều có tính đặc thù riêng và chỉ có thể được truyền lan bởi một vài loài rệp. Các nhà nghiên cứu tin rằng, hình dạng bên ngoài hoặc cấu trúc liên kết của các virion đóng một vai trò quan trọng trong đặc trưng đó, đồng thời giúp xác định liệu một loại virus có thể thông qua các con rệp lây nhiễm sang cây trồng hay không.
Một protein có cấu trúc nhỏ của những virus kéo dài từ vỏ của virion là công cụ chỉ dẫn cho virion trong cuộc hành trình của mình thông qua các côn trùng và thông qua cây trồng. Nhưng cho đến nay, vẫn chưa có thông tin nào về các protein cấu trúc này, và những thông tin đó là rất quan trọng để phát triển cách thức mới ngăn chặn cách thức truyền lây của virus..
Trong các thử nghiệm với virus gây bệnh xoăn lá ở khoai tây, các nhà nghiên cứu sử dụng công nghệ tương tác protein (PIR) - một công cụ được phát triển tại phòng thí nghiệm của Bruce để nghiên cứu các tương tác protein. Các nhà nghiên cứu đã phát triển một nhóm các hợp chất hóa học, hay liên kết ngang PIR có thể tương tác với các protein cấu trúc, cho phép các nhà khoa học chụp được cấu trúc phân tử của chúng.
Cùng với phép đo phổ rộng có độ phân giải cao, cấu trúc phân tử tiên tiến của liên kết ngang PIR cũng cho phép các nhà khoa học lần đầu tiên hình dung ra các đặc trưng topo quan trọng của virion. Kết quả được mô tả trong một bài báo được đăng tải trên tạp chí Journal of Proteome Research trình bày cho một công nghệ mới có thể đánh giá tương tác protein của thực vật-virus và côn trùng trong các tế bào sống.
Nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Nghiên cứu Nông nghiệp số ra tháng 4/2013.

Cổng thông tin điện tử Bộ Nông Nghiệp