I over 30 år har forskere arbejdet for at forstå en særlig type planteenzym, og nu ser det ud til, at deres tålmodighed endelig betaler sig. Et internationalt hold ledet af forskere fra Rutgers University og Brookhaven National Laboratory har kortlagt den præcise struktur og virkemekanisme for et protein kaldet metacaspase 9 – en opdagelse, der potentielt kan revolutionere beskyttelsen af planter mod sygdomme.
Opdagelsen udnytter et naturligt fænomen kaldet programmeret celledød, hvor planteceller dør med vilje for at beskytte resten af planten. Denne mekanisme kan være nøglen til at bekæmpe sygdomme som meldug, rustsvampe og den udbredte hvide råd, som alle påvirker danske landmænd og haveejere.
Ved hjælp af avanceret røntgenkrystallografi og computersimulationer har forskerne opnået en hidtil uset indsigt i, hvordan metacaspase 9 aktiveres, og hvordan det kan manipuleres. Det baner vejen for udviklingen af mere sikre og effektive behandlinger, der kan hjælpe planter med at modstå infektioner uden brug af skadelige pesticider.
Eric Lam, en af hovedforskerne bag studiet, udtaler: “Dette arbejde kan bane vejen for sikrere og mere effektive behandlinger af afgrøder verden over.” Hans team har allerede udviklet “superaktive” varianter af enzymet, der kan indføres i planters gener og styrke deres modstandskraft overfor sygdomme som meldug og rust – sygdomme som hvert år koster dansk landbrug store beløb.
I Danmark er disse sygdomme særligt relevante. Meldug er en almindelig svampesygdom, der danner et hvidt pudder på blade og skud. Den angriber blandt andet roser og korn og svækker planterne ved at blokere for sollys. Rustsvampe, som ses som orange-brune pletter, kan forårsage tab i høstudbyttet. Samtidig har hvide råd – forårsaget af svampen Sclerotinia sclerotiorum – alvorlige konsekvenser for blandt andet salat, raps og bønner.
Med denne nye viden foreslår forskerne at skræddersy metacaspase 9 til at fungere som en slags genetisk alarm, der aktiverer celledød præcist der, hvor sygdommen rammer. På den måde forhindres skadevoldere som Phytophthora infestans – den berygtede kartoffelpest – i at sprede sig.
Derudover kan enzymets rolle vendes mod sig selv for at blokere for såkaldte nekrotrofer – organismer, der dræber planteceller for at kunne spise dem. Ved at hæmme metacaspase 9’s funktion her, kan man hindre disse organismer i at drage fordel af plantens eget forsvar.
Det er en ny tilgang til plantebeskyttelse, som både tager højde for miljøhensyn og økonomi. For danske producenter og havefolk kan det betyde mindre brug af kemiske svampemidler, højere udbytte og sundere planter – uden at gå på kompromis med naturen.
Kilde: Rutgers University
Ofte stillede spørgsmål
Hvor mange planter kan metacaspase 9 beskytte mod sygdomme?
Foreløbige studier tyder på, at metacaspase 9 kan beskytte en bred vifte af planter, især dem med høj økonomisk betydning som korn, raps og grøntsager.
Hvad er fordelene ved at bruge metacaspase 9 i landbruget?
Det kan reducere behovet for pesticider, forbedre plantesundhed og give højere udbytte – alt sammen med mindre miljøpåvirkning.
Hvordan påvirker klimaforandringer plantens modtagelighed for sygdomme?
Klimaforandringer kan forværre plantesygdomme ved at skabe gunstige forhold for svampe og bakterier, hvilket gør opdagelser som denne ekstra vigtige.
