_ Bacteriile și plantele se luptă deopotrivă

O pată maro pe frunza unei plante poate fi un semn că apărarea plantei funcționează din greu: atunci când o plantă este infectată de un virus, ciupercă sau bacterie, răspunsul său imunitar împiedică răspândirea bolii prin uciderea celulei infectate, precum și a câtorva din jur. Un nou studiu de la Institutul de Știință Weizmann indică originile evolutive ale acestui mecanism imunitar al plantelor. Studiul poate ajuta la explicarea modului în care funcționează principalele apărări ale plantelor și cum acestea ar putea fi întărite într-o zi pentru a crește rezistența împotriva bolilor plantelor care în fiecare an provoacă pierderi de miliarde de dolari în întreaga lume.

Acum aproximativ doi ani, oamenii de știință din Statele Unite și Australia au descoperit că atunci când sistemul imunitar al unei plante ucide celulele infectate pentru a conține boala, această acțiune implică o proteină cu un segment numit TIR care produce o anumită moleculă semnal. Într-un nou studiu condus de prof. Rotem Sorek de la Departamentul de Genetică Moleculară Weizmann și dr. Gal Ofir, pe atunci student absolvent, echipa lui Sorek a dezvăluit că bacteriile folosesc și TIR ca mecanism imunitar și că TIR realizează imunitate în plante și bacterii în moduri similare.

Bacteriile duc o luptă continuă împotriva virușilor numiți fagi – minuscule asemănări cu modulul de aterizare pe Lună – care își introduc propriile genomi în celula bacteriană, determinând ca celula să facă noi copii de fagi până explodează. si moare. Ofir și colegii săi au descoperit că, de îndată ce o bacterie este infectată de un fag, proteina care conține TIR simte invazia și generează un semnal care alertează o a doua proteină. Această a doua proteină distruge o moleculă care joacă un rol vital în metabolismul bacterian. Epuizată de această moleculă, bacteria moare înainte ca fagul să aibă șansa de a se înmulți, suprimând infecția.

După ce au dezvăluit cum funcționează apărarea TIR în bacterii, cercetătorii au arătat că moleculele semnal generate de TIR în bacterii iar în plante sunt asemănătoare. De fapt, atunci când oamenii de știință de la Weizmann au transferat această moleculă semnal de la o plantă la o bacterie, a declanșat moartea bacteriilor. Rolul moleculei de semnalizare produsă de TIR în plante nu a fost încă dezvăluit pe deplin, dar probabil funcționează în același mod ca și în bacterii. În ambele cazuri, mecanismul imunitar se desfășoară după cum urmează: proteina care conține TIR simte invazia, generează o moleculă semnal și determină autodistrugerea celulei infectate - întreaga bacterie într-un caz, o celulă vegetală în celălalt.

„Descoperirile noastre au stabilit o legătură evolutivă directă între imunitatea plantelor și cea a bacteriilor”, spune Sorek. „În plus, ele oferă o bază pentru investigarea modului în care un sistem major de apărare, unul care implică TIR, funcționează în plante.”

Astfel de investigații pot duce la noi modalități de îmbunătățire a sistemului imunitar al plantelor pentru a le face mai rezistente. la infecție. Aceasta este o problemă urgentă, având în vedere amploarea pierderilor în culturile agricole și lipsa de soluții eficiente. Un exemplu emoționant este ecologizarea citricelor, o infecție bacteriană care ucide portocalii din întreaga lume, inclusiv în Florida, unde recolta de citrice a redus recent la jumătate. În prezent, nu există un leac pentru această boală, dar noi perspective asupra imunității plantelor ar putea ajuta în viitor la dezvoltarea unor modalități de a proteja livezile lumii de această amenințare.

Cercetarea a fost publicată în Nature.

(Fluierul)