Cum se protejează plantele împotriva infecțiilor

publicat de Florin Mitrea
16 vizualizări
Frunze mari

Plantele au abilitatea unică de a se proteja de agenții patogeni prin închiderea porilor, însă, până acum, nu s-a știut exact cum se face acest lucru. Oamenii de știință știau faptul că inundarea cu calciu a celulelor din jurul porilor ducea la închiderea acestora, dar mecanismul de intrare a calciului în celule nu era bine cunoscut.

Un nou studiu al unei echipe internaționale, publicat în revista Nature, care a inclus cercetători de la Universitatea din Maryland, a arătat că o proteină, denumită OSCA1.3, formează un canal care permite pătrunderea calciului în celulele adiacente porilor plantelor și a determinat că procesul este declanșat de o proteină cunoscută a sistemului imunitar.

Descoperirile sunt un pas semnificativ înspre înțelegerea mecanismelor de apărare pe care plantele le utilizează pentru a rezista infecțiilor și care ar putea duce la recolte mai sănătoase, mai rezistente și mai productive.

„Aceasta este o descoperire majoră, deoarece o bună parte a hranei produse de agricultură se pierde din cauza agenților patogeni, iar acum cunoaștem mecanismul molecular din spatele răspunsului imun al plantei la agenții patogeni – explozia de calciu după infecție”, a declarat José Feijó, profesor de biologie celulară și genetică moleculară la UMD și coautor al studiului. „Descoperirea mecanismului asociat cu aceste canale de calciu permite cercetări ulterioare asupra reglării acestuia, ceea ce va îmbunătăți cunoștințele noastre privind răspunsul imun al plantelor față de patogeni.”

Porii plantelor, denumiți stomate, sunt înconjurați de două celule, care răspund la semnalele de calciu ce spun celulei să se destindă sau să se contracte și declanșează semnalele imune înnăscute, inițiind mecanismul de apărare al plantei. Deoarece calciul nu poate trece direct prin membrana celulelor stomatelor, cercetătorii au bănuit că trebuie să existe un canal de calciu, însă nu s-a știut care proteină este implicată în acest mecanism.

Pentru a descoperi proteina, autorul studiului, Cyril Zipfel, profesor de fiziologie moleculară și celulară a plantelor la Universitatea din Zurich și leader de grup senior la Laboratorul Sainsbury din Norwich, a căutat proteinele care ar putea fi modificate de o altă proteină denumită BIK1, care, în urma studiilor și bioanalizelor, a fost identificată drept componentă necesară a răspunsului imun mediat ce calciu la plante.

În urma expunerii la BIK1, proteina denumită OSCA1.3 a suferit o transformare care a sugerat că ar putea fi un canal de calciu la plante. OSCA1.3 este membră a unei familii largi de proteine cunoscute ca funcționând drept canale ionice la multe organisme, inclusiv la om; se părea că această proteină era activată specific la detectarea agenților patogeni.

Pentru a stabili dacă proteina OSCA1.3 este într-adevăr canalul de calciu pe care îl căutau, echipa profesorului Zipfel la contactat pe profesorul Feijó, care este bine cunoscut pentru identificarea și caracterizarea de noi canale ionice și mecanisme de semnalizare la plante. Erwan Michard, cercetător asistent în cadrul laboratorului profesorului Feijó și coautor al studiului, a condus experimente care au arătat BIK1 determină OSCA1.3 să deschidă canale de calciu în celulă și a explicat mecanismul prin care acest lucru are loc.

BIK1 se activează doar atunci când planta este infectată cu agenți patogeni, ceea ce sugerează că OSCA1.3 deschide un canal de calciu pentru a închide stomata, ca mecanism de apărare și răspuns imun față de agenții patogeni.

„Acesta este exemplul perfect pentru colaborarea dintre laboratoare cu expertiză diferită și care pot ajunge la descoperire care ar fi dificil de făcut de unul singur”, a declarat Feijó. „Aceste cunoștințe fundamentale sunt absolut necesare pentru ecologie și agricultură, pentru a studia cum va reacționa biomul la schimbărilor climatice prin care trece planeta noastră.”

Prof. Feijó va încorpora noile cunoștințe dobândite privind canalul de calciu mediat de OSCA1.3 în alte zone de interes din laboratorul său, care efectuează cercetări pentru a înțelege cum a fost cooptat calciul mineral de-a lungul evoluției de toate organismele vii ca mecanism de semnalizare.

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