Симбіотичні бактерії тлей виділяють особливий білок, який зі слиною комах потрапляє в рослину і запускає в ній захисну систему проти шкідників.
Тлі відомі симбіозом з мурахами: в обмін на солодкі виділення тлей мурахи беруть цих ніжних комах під свою опіку. Здавалося б, з мурашиним захистом тлі можуть безперешкодно смоктати рослинні соки, не побоюючись ворогів. Однак рослини в стані самі, без сторонньої допомоги, відповісти на навалу тлі - проблема лише в тому, щоб вчасно помітити шкідника.
У тілах тлей живуть особливі симбіотичні бактерії роду Buchnera, причому живуть вони не в кишечнику, а в гемоцелі, порожнини тіла, яка розвивається з кровоносних судин і наповнена кров'ю. Без бактеріальних симбіонтів комахи погано розмножуються, самі ж Buchnera не можуть жити поза тілом тлі. Симбіоз цей міг би бути прекрасним у всіх відношеннях, якби мікроби не зраджували своїх господарів. Але, швидше за все, бактерії чинять так ненарочно: вони просто виділяє білок, який потрапляє в слину тлів, а звідти в рослину. Бактеріальний білок якраз і дає знати рослині, що на ньому оселилися шкідники.
Виявили це дослідники з Каліфорнійського університету в Ріверсайді, які аналізували білковий склад слини великих картопляних тлей Macrosiphum euphorbiae. Комах для експерименту знадобилося 100 000, що не дивно, враховуючи їх розмір. За допомогою мас-спектрометрії вдалося визначити 105 білків, одні з яких належали тлям, а інші - бактеріям Buchnera, які живуть у них. І ось один з бактеріальних білків, GroEL, виявився сигналом тривоги для рослинних систем захисту.
Цікаво, що цей же GroEL, як було показано раніше, служить подразником і для імунної системи тварин. Тобто, виходить, антиінфекційні системи рослин і тварин активуються в присутності однієї і тієї ж молекули. У самих бактерій GroEL працює в парі з білками-шаперонами, завдання яких - виправляти неправильне просторове укладання інших білків і тим самим забезпечувати їх правильне функціонування.
Втім, рослини використовують GroEL не для того, щоб воювати з мікробами, а для того, щоб позбутися тлів: у відповідь на бактеріальний білок у рослинах активуються гени і метаболічні реакції, які в буквальному сенсі отруюють комахам життя. Результати досліджень опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
За словами авторів роботи, бактерії Buchnera і їм подібні живуть не тільки в тлях. Очевидно, бактеріальна мікрофлора взагалі відіграє велику роль у взаєминах між рослинами і своїми господарями. У самих тлей в слині є набір білків, явно призначених «на експорт», для впливу на обмін речовин рослин, так що дослідникам є над чим попрацювати, з'ясовуючи молекулярні подробиці співжиття комах, бактерій і рослин.
Як саме білок GroEL взаємодіє з рослинною захисною системою, автори роботи не знають, але хочуть з'ясувати найближчим часом - вони вже почали шукати рецептор на клітинах рослини, до якого міг би приєднуватися GroEL. Якщо вдасться розшифрувати задіяний тут молекулярний механізм, то не виключено, що незабаром ми зможемо за допомогою бактерій позбавлятися від шкідників на сільськогосподарських культурах.