Avtorji študije, med njimi prva avtorica raziskave Katja Pirc ter vodja študije in direktor Kemijskega instituta (KI) Gregor Anderluh, verjamejo, da bo poznavanje mehanizma, s katerim mikrobni patogeni poškodujejo membrano, odprlo vrata novim, bolj specifičnim načinom za zaščito najpomembnejših poljščin.

Kot so v sporočilu za javnost zapisali na Kemijskem inštitutu, bo pojasnitev molekulskega mehanizma tvorbe pore v rastlinski celični membrani omogočila lažje načrtovanje in razvoj novih fitofarmacevtskih sredstev za zaščito rastlin in poljščin. Dosežek je plod sodelovanja Kemijskega inštituta z Univerzo v Ljubljani in uglednimi tujimi raziskovalnimi ustanovami iz Velike Britanije, Japonske, Italije, Finske in Nemčije.

V študiji, ki so jo zasnovali in vodili na Kemijskem inštitutu, se je mednarodna skupina raziskovalcev osredotočila na proteine NLP (ang. Nep-1-like proteins). Te proteine, ki povzročijo odmrtje rastlinskega tkiva, izločajo nekateri najpomembnejši rastlinski patogeni, ki poleg krompirja prizadenejo še paradižnik, sojo, tobak in vinsko trto.

Raziskovalci so uporabili vrsto biokemijskih, biofizikalnih in računalniških pristopov in preučili, kako proteini NLP delujejo na rastlinsko celično membrano, del rastlinske celice, ki tvori selektivno pregrado med notranjostjo celice in zunanjim okoljem. Osredotočili so se na interakcijo proteina NLP iz oomicete Pythium aphanidermatum, ki povzroča zamrtje semen na različnih poljščinah, z modelno membrano, ki je vsebovala lipide glikozilinozitol fosforilceramide (GIPC), za katere so že v prejšnji študiji pokazali, da služijo za vezavo proteinov NLP na membrano.

Ugotovili so, da NLP poškoduje membrano v edinstvenem večstopenjskem procesu, ki vključuje začetno vezavo proteina na receptor GIPC v membrani, agregacijo proteina in tvorbo majhnih por v membrani. Rezultati računalniškega modeliranja in nevtronske reflektometrije so pokazali, da protein NLP ne prodre globlje v membrano, kar je v nasprotju z do zdaj poznanimi bakterijskimi ali sesalčjimi porotvornimi proteini, ki tvorijo urejene strukture, s katerimi prečijo membrano, so sporočili z inštituta.

"Poškodba rastlinske membrane zaradi NLP-proteinov je izredno škodljiv proces, zato ga želimo razumeti nadvse podrobno. Na Kemijskem inštitutu se bomo v prihodnje posvetili preučevanju interakcije več proteinov NLP z rastlinsko membrano, saj želimo ugotoviti, ali poškodujejo membrano na podoben način. Velik izziv bo predstavljala tudi določitev strukture pore s krioelektronsko mikroskopijo," je ob dosežku napovedala Pirc.