Trong tự nhiên, rễ cây luôn bị nấm xâm chiếm. Tương tác này có thể là tương hỗ, có lợi cho cả cây và nấm, hoặc gây bệnh, khi nấm gây hại cho cây chủ.
Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Tiến sĩ Alga Zuccaro đứng đầu hiện đã giải mã được cách nấm rễ có lợi Serendipita indica xâm chiếm thành công rễ cây của cây mẫu Arabidopsis thaliana. Ban đầu, nấm xâm chiếm các tế bào rễ sống. Sau đó, quá trình chết tế bào hạn chế được kích hoạt ở cây chủ, tạo điều kiện cho quá trình xâm chiếm thành công mà không gây ra tác hại đáng kể. Các cơ chế kiểm soát quá trình chết tế bào chủ này phần lớn vẫn chưa được biết đến.
Nhóm nghiên cứu hiện đã phát hiện ra rằng Serendipita indica tiết ra hai loại enzyme, NucA và E5NT, tạo ra phân tử deoxyadenosine (dAdo). Phân tử này kích hoạt quá trình chết tế bào được điều chỉnh ở thực vật, cho phép nấm xâm chiếm hệ thống rễ.
Nghiên cứu “Một tín hiệu nucleoside do nội sinh nấm tạo ra điều chỉnh quá trình chết tế bào chủ và thúc đẩy quá trình xâm chiếm rễ” đã được công bố trên tạp chí Cell Host & Microbe.
Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng dAdo ban đầu được sản xuất trong apoplast, một không gian ngoại bào bên ngoài tế bào chủ. Trong bước tiếp theo, dAdo xâm nhập vào tế bào thực vật thông qua chất vận chuyển màng ENT3, tại đó nó chiếm đoạt hệ thống miễn dịch của vật chủ để gây ra cái chết của tế bào. Hiện tượng này, như nhóm của Giáo sư Zuccaro mô tả, không chỉ giới hạn ở thực vật.
Một quá trình tương tự xảy ra ở bệnh nhân trong quá trình tương tác giữa vi khuẩn gây bệnh Staphylococcus aureus và các tế bào miễn dịch của người.
“Chúng tôi phát hiện ra rằng nấm rễ có lợi Serendipita indica sử dụng hai loại enzyme để sản xuất dAdo, giống như S. aureus, để gây chết tế bào và cho phép xâm chiếm thành công. Điều này chứng minh rằng cơ chế này được bảo tồn trên các loại vi khuẩn và lối sống khác nhau”, Giáo sư Alga Zuccaro cho biết.
Những phát hiện này nhấn mạnh sự tương tác quan trọng giữa quá trình xâm chiếm của vi khuẩn và quá trình trao đổi chất miễn dịch của vật chủ, mở đường cho các chiến lược mới trong y học và nông nghiệp. Bằng cách hiểu được các cơ chế chung này, chúng ta có thể phát triển các phương pháp tiếp cận hiệu quả hơn để quản lý cả vi khuẩn có hại và có lợi trong sức khỏe con người và sản xuất cây trồng.
