20:17 2024-02-12 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cercetătorii descoperă o legătură cheie în simbioza plantelor leguminoase-bacterii

_ Cercetătorii descoperă o legătură cheie în Simbioza plante leguminoase-bacterii

Plantele leguminoase au capacitatea unică de a interacționa cu bacteriile fixatoare de azot din sol, cunoscute sub numele de rizobie. Leguminoasele și rizobiile se angajează în relații simbiotice la înfometarea cu azot, permițând plantei să prospere fără a fi nevoie de azot furnizat extern.

Nodulii simbiotici se formează pe rădăcina plantei, care sunt ușor colonizați prin fixarea azotului. bacterii. Receptorul de suprafață celulară SYMRK (chinaza asemănătoare receptorului de simbioză) este responsabil pentru mediarea semnalului simbiotic de la percepția rizobiei până la formarea nodulului. Mecanismul de activare a receptorului a fost până de curând necunoscut.

În acest studiu, care apare în Proceedings of the National Academy of Sciences, cercetătorii au identificat acum patru locuri esențiale de fosforilare care acționează ca catalizator pentru relația simbiotică dintre plante leguminoase și bacterii fixatoare de azot. Etapele inițiale ale căii simbiotice la suprafața celulei sunt bine caracterizate; cu toate acestea, înțelegerea modului în care semnalul este transmis în aval a ocolit domeniul de cercetare de ani de zile.

Descoperirea acestor locuri esențiale de fosforilare este un pas important către traducerea capacității de a forma relații simbiotice cu bacteriile fixatoare de azot în plante de cultură.

"Știam că receptorul și activitatea sa este esențială pentru stabilirea simbiozei, dar nu știam cum și de ce. Fosforilarea este un mecanism comun de reglare a activității kinazei, așa că am teoretizat că funcția SYMRK a fost legată de fosforilări specifice”, explică Nikolaj Abel.

Prin colaborări cu laboratorul lui Ole Nørregaard Jensen de la Universitatea din Danemarca de Sud, au fost identificate mai multe locuri de fosforilare în regiuni distincte ale kinazei SYMRK. Cercetătorii au reușit să restrângă locurile esențiale prin epuizarea sau mimând fosforilările in vivo. Mai exact, patru situsuri din regiunea N-terminală a SYMRK au dat fenotipuri puternice atunci când au suferit mutații.

„Explorăm impactul mutațiilor specifice locului prin crearea de variante de receptor și reintroducerea acestora în plantele care nu au receptorul funcțional SYMRK. Observarea fie nodulării spontane fără rizobie, fie absenței nodulării în ciuda prezenței lor indică faptul că am vizat un element esențial pentru calea simbiotică”, spune Abel.

Pentru a înțelege unde au fost situate locurile de fosforilare identificate pe SYMRK kinazei, cercetătorii au determinat structura domeniului intracelular al SYMRK.

„Trebuia să putem mapa locurile de fosforilare pe un model structural al kinazei SYMRK pentru a înțelege cu adevărat modul în care aceste site-uri de fosforilare permit în aval. Am identificat un motiv conservat structural în regiunea N-terminală alfa-heliicală pe care l-am numit „motivul alfa-I”. Această regiune conține cele patru locuri de fosforilare conservate”, explică Malita Nørgaard.

Obiectivul pe termen lung este de a permite simbioza nodulilor rădăcinilor în culturi importante precum orzul, porumbul și orezul. Aceste culturi necesită cantități mari de îngrășăminte cu azot pentru a crește, rezultând amprente enorme de CO2 și făcând micii fermieri să nu poată produce recolte stabile.

Odată cu identificarea cu succes a locurilor de fosforilare cruciale pentru inițierea programului de nodulare a plantelor de leguminoase, cercetătorii cred că aceste cunoștințe noi au implicații promițătoare pentru traducerea trăsăturilor de fixare a azotului în culturi.

(Fluierul)

Inapoi