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Dos ramas de la respuesta inmune de las plantas estrechamente vinculadas

Dos ramas de la respuesta inmune de las plantas estrechamente vinculadas
La planta modelo thale berro (Arabidopsis thaliana) en invernadero. Crédito: Universidad de Tübingen

Al igual que los animales, las plantas deben estar en constante vigilancia para reconocer y responder a la invasión de microbios. 


por la Universidad de Tübingen


La inmunidad vegetal consta de dos ramas: la defensa inicial comienza con la detección de invasores por receptores en la superficie celular, mientras que una segunda vía de alarma es activada por receptores dentro de la célula

Recientemente, se ha acumulado evidencia de que estas ramas del sistema inmunológico de las plantas, que antes se pensaba que estaban separadas, pueden estar conectadas. Ahora, un equipo de investigación internacional encabezado por el profesor Thorsten Nürnberger del Centro de Biología Molecular Vegetal de la Universidad de Tübingen y por la profesora Jane Parker del Instituto Max Planck para la Investigación del Mejoramiento Vegetal en Colonia ha encontrado evidencia del vínculo. El equipo ha descubierto componentes que están involucrados en las vías de señalización de ambas ramas.

Las buenas defensas inmunitarias y el desarrollo de una fuerte resistencia a los microbios dañinos son importantes en el fitomejoramiento y la producción de cultivos. Los hallazgos del equipo, que podrían conducir a un nuevo modelo del sistema inmunológico de las plantas, se han publicado en Nature .

En comparación con los sistemas inmunitarios de los animales y los humanos, el sistema inmunológico de las plantas se conoce menos. La inmunidad vegetal se activa cuando receptores especiales en la superficie de las células vegetales se unen a estructuras típicas de patógenos microbianos y las reconocen. «Este sistema de vigilancia generalmente desencadena sólo una respuesta inmune débil y no específica», dice el Dr. Rory Pruitt, primer autor del estudio del grupo de investigación de Nürnberger. A menudo, a pesar de la defensa, el patógeno puede pasar de contrabando proteínas, conocidas como efectoras, a las células vegetales. Muchos de estos efectores están diseñados para desactivar las defensas de las células vegetales.

Los patógenos se detuvieron en seco

La segunda vía de señalización y rama del sistema inmunológico se basa en el reconocimiento de los efectores por parte de la planta; esto activa completamente el sistema de defensa de la planta. «En la mayoría de los casos, es esta segunda línea de defensa la que conduce a respuestas importantes», explica Pruitt. «La planta envía las células infectadas a una muerte celular programada y se forman lesiones en la hoja. Los patógenos no pueden propagarse más y la infección está bajo control «, dice Pruitt.

Cuando el equipo de investigación utilizó la planta modelo thale berro (Arabidopsis thaliana) para descomponer las dos vías de señalización en tantas reacciones individuales detalladas como fuera posible en el laboratorio, surgieron superposiciones inesperadas entre las dos vías de señalización. Cuando faltaron ciertos componentes previamente atribuidos al reconocimiento de efectores en la segunda rama del sistema inmunológico, la primera rama de señalización tampoco funcionó en el reconocimiento de patrones microbianos en la superficie celular .

«Las dos ramas del sistema inmunológico convergen en un nodo», dice Thorsten Nürnberger. Para incorporar los nuevos hallazgos en los modelos actuales del sistema inmunológico de las plantas, «tenemos que hacernos preguntas completamente nuevas», dice Pruitt. Aún no está claro cómo interactúan los componentes del sistema en la activación de los dos niveles diferentes de defensa.

Paralelos con el sistema humano y animal

También podría valer la pena echar un vistazo al sistema inmunológico mejor investigado de humanos y mamíferos. Las plantas carecen de la respuesta inmune adquirida a través de los anticuerpos que tienen los animales. Pero existen paralelismos entre el sistema inmunológico humano / animal y el sistema vegetal. «En las vías de señalización, se han descubierto similitudes asombrosas en la composición química de las sustancias involucradas y en los mecanismos moleculares», dice Pruitt.

Sin embargo, las reacciones desencadenadas en el curso posterior de la respuesta inmune son muy diferentes en plantas y animales, dice. La defensa inmune de las plantas, dice Pruitt, es un área fundamental de investigación para desarrollar variedades optimizadas para diferentes propósitos para la producción de cultivos y el control de enfermedades de las plantas.



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