Som alla organismer, växter är associerade med bakteriesamhällen där hjälpsamma och skadliga bakterier tävlar om dominans. Bland vapnen för dessa stridande bakterier finns molekylära sprutor som vissa bakterier kan använda för att injicera toxiner i andra. I en studie publicerad i 2 februari -numret av Journal of Biological Chemistry , forskare vid McMaster University i Kanada identifierade identiteten på ett sådant toxin som används av en jordbakterie som skyddar växter mot sjukdomar.

Bakterien Pseudomonas protegens kan döda marklevande växtpatogener, inklusive svampar och bakterier som angriper rötterna på viktiga grödor som bomull. Pseudomonas protegens släpper ut olika antimikrobiella föreningar i jorden, men John Whitney var nyfiken på specifika föreningar som den injicerade direkt i andra bakterier genom typ VI -sekretionssystemet, eller T6SS.

"[T6SS] är denna molekylära nanomaskin som injicerar giftigt protein i andra bakteriearter och dödar dem, "Sade Whitney." Växtskyddsbakterier som har [T6SS] kan skydda växter mot patogener bättre i förhållande till [bakterier] som inte har det. "

Jenny Tang och Nathan Bullen, studenter från University of Waterloo som arbetar med Whitney på ett samarbetsuppdrag, stod i spetsen för upptäckten att det giftiga proteinet som P. protegens använder mot andra bakterier verkar på en molekyl som finns i nästan alla levande celler:nikotinamid adenin dinukleotid, eller NAD+.

NAD+ är en kofaktor, eller "hjälpar" -molekyl, i många biokemiska reaktioner. Genom att injicera ett protein som förstör NAD+, P. protegens kan döda andra bakterier.

Teamet undersökte sedan genomens sekvenser av många andra bakterier för att se hur utbredd strategin för att rikta NAD+ är i mikrobiell krigföring. De fann att många bakterier med sekretionssystem bär gener som liknar den som kodar för NAD-riktat toxin.

"Vi började se att detta inte bara är ett sätt att döda som antas av växtskyddande bakterier, "Sade Whitney." Om du tittar på fördelningen av detta (protein) bland alla sekvenserade bakterier, det verkar som om många olika bakterier i många olika miljönischer använder detta sätt att agera mot andra bakterier. "

Överflödet av dessa toxiner i naturen väcker många frågor:Hur utvecklas olika bakterier i olika miljöer för att motstå detta toxin? Är NAD-riktade toxiner mer effektiva mot vissa bakteriearter än andra? Att förstå mångfalden av bakterievapen är ett aktivt studieområde bland jordbruksforskare som skulle vilja utveckla bättre sätt att bekämpa växtsjukdomar.

"Identifieringen och karakteriseringen av antibakteriella toxiner som produceras av växtskyddande bakterier kan en dag tillåta oss att konstruera dessa bakterier för att ha förbättrad förmåga att undertrycka patogener, "Sa Whitney.