Au fost identificate moleculele care stimulează imunitatea plantelor

publicat de Florin Mitrea
58 vizualizări
Plante

Cercetătorii de la Max Planck Institute for Plant Breeding Research din Cologne, Germania, în colaborare cu colegii lor din China, au descoperit molecule celulare naturale care induc răspunsuri imunitare esențiale la plante. Acești compuși au toate caracteristicile de a fi mesageri creați de plante pentru a declanșa mecanisme de apărare cheie pentru imunitatea plantelor.

Acestei noi descoperiri ar putea ajuta oamenii de știință și agricultorii să creeze molecule care să sporească rezistența plantelor, inclusiv a multor specii cultivate, în fața bolilor.

Producția de hrană la nivel mondial trebuie să se dubleze până în anul 2050 pentru a acoperi necesarul creșterii populației de pe Pământ cu încă două miliarde de oameni. Creșterea producției de hrană necesită creșterea productivității multor culturi de bază. Pentru a realiza acest deziderat, sunt necesare strategii care să ne permită să facem plantele mai rezistente la infecțiile cu agenți patogeni microscopici, dar și să ne asigurăm că producția de alimente este sigură pentru mediu. Cu alte cuvinte, este necesară o înțelegere mai detaliată a sistemului imunitar al plantelor.

În cadrul noilor studii, oamenii de știință au identificat două clase de molecule și au stabilit că modul lor de acțiune mediază răspunsurile imune din interiorul celulelor plantelor. Aceste descoperiri pregătesc terenul pentru proiectarea unor molecule bioactive care ar putea permite cercetătorilor să manipuleze rezistența plantelor față de microbi.

La nivel molecular, principala strategie imunitară a plantelor implică proteine denumite receptori repetitivi bogați în leucină care se leagă de nucleotide (NLR). Aceștia sunt activați de microorganismele invadatoare și declanșează răpunsuri imunitare de protecție. Aceste răspunsuri imune culminează cu așa-numitul răspuns hipersenzitiv, care implică restricționarea dezvoltării agentului patogen și adesea moartea celulelor de la locul unde s-a produs infectarea (similar cu amputarea unui membru pentru ca organismul ca întreg să supraviețuiască).

S-a demonstrat că o clasă de proteine NLR, denumită TIR-NLR (sau TNL), care conțin domeniile denumite TIR (toll/interleukin receptor-1), transmite semnale către proteina imunitară din aval EDS1 (enhanced disease susceptibility 1). De asemenea, proteine mai mici având domeniul TIR transmit semnale către EDS1 pentru a potența rezistența la boli. EDS1 funcționează ca un centru de control, care, în funcție de tipul de proteine cu care interacționează, determină celulele plantelor să blocheze creșterea agenților patogeni sau să declanșeze moartea celulară.

Cercetările anterioare arătaseră că receptorii TNL și proteinele TIR sunt enzime induse de agenții patogeni. Dovezile au arătat că aceste enzime TIR produc mesageri care semnalizează către EDS1 din interiorul celulelor. Însă nu era clară identitatea precisă a moleculelor generate de TNL sau TIR, care stimulau diferitele răspunsuri imunitare.

Oamenii de știință au stabilit că cele două module funcționale EDS1 care conduc la imunitate sau la moartea celulei pot fi declanșate de enzime TNL activate de agenți patogeni din interiorul celulei. Pentru a identifica micile molecule produse de TNL sau TIR, care acționează asupra EDS1, cercetătorii chinezi au reconstituit componente-cheie ale căilor de semnalizare din celulele insectelor, un sistem care permite producția și purificarea unor cantități mari de molecule, care apoi pot fi izolate și caracterizate.

Folosind această abordare, autorii au descoperit două clase diferite de nucleotide modificate produse de TNL și TIR. Aceste molecule se leagă în mod preferențial și activează diferite subcomplexe ale EDS1. Așadar, cercetătorii demonstrează că diferitele subcomplexe ale EDS1 recunosc anumite molecule produse de TIR, care funcționează ca transportatori chimici ai informațiilor pentru a promova răspunsurile imune.

Receptorii imunitari TIR și proteinele EDS1 există la numeroase plante de cultură importante, cum sunt orezul și grâul, iar moleculele produse de TIR ar putea fi distribuite sub formă de imuno-stimulatori generali și naturali pentru a controla bolile plantelor de cultură.

Sursa: Phys.org

Din aceeași categorie

© 2022  Florin Mitrea – WordPress Theme Designed and Developed by PenciDesign

Acest site folosește cookies pentru a îmbunătăți experiența de navigare. Acceptă Detalii