Agricultura Botánica y Genética Europa

El sistema inmunológico de la planta detecta bacterias a través de pequeñas moléculas de ácidos grasos


Al igual que los humanos y los animales, las plantas se defienden contra los patógenos con la ayuda de su sistema inmunológico. ¿Pero cómo activan sus defensas celulares? Investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM) han descubierto que los receptores en las células de las plantas identifican las bacterias a través de bloques de construcción moleculares simples.


Universidad Técnica de Munich


«El sistema inmunológico de las plantas es más sofisticado de lo que pensábamos», dice la Dra. Stefanie Ranf, de la Cátedra de Fitopatología de la TU de Munich. Junto con un equipo de investigación internacional, el bioquímico ha descubierto sustancias que activan la defensa de las plantas.

Hasta ahora, los científicos han pensado que las células vegetales, similares a las de los humanos y los animales, reconocen las bacterias a través de compuestos moleculares complejos, por ejemplo, de la pared celular bacteriana. En particular, se sospechaba que ciertas moléculas compuestas de una parte similar a la grasa y moléculas de azúcar, lipopolisacáridos o LPS, en breve, desencadenaban una respuesta inmunitaria .

En 2015, el equipo de Ranf identificó con éxito la proteína receptora respectiva: elicitación reducida específica para lipooligosacáridos, o LORE, para abreviar. Todos los experimentos indicaron que esta proteína LORE activa el sistema inmunológico de las células vegetales cuando detecta moléculas de LPS en la pared celular de ciertas bacterias.

Un retroceso conduce a la pista correcta

«La sorpresa vino cuando queríamos estudiar más de cerca esta proteína receptora», recuerda Ranf. «Nuestro objetivo era descubrir cómo LORE distingue las diferentes moléculas de LPS. Para esto necesitamos LPS de alta pureza».

Cómo se defienden las plantas.
Las hojas de Arabidopsis thaliana se infectan simplemente infiltrándose a presión en una solución que contiene las bacterias. Crédito: Astrid Eckert / TUM

Los investigadores encontraron que solo las muestras de LPS con ciertos constituyentes de ácidos grasos cortos activaron la defensa de las plantas. Sorprendentemente, encontraron en todas estas muestras activas de LPS también moléculas de ácidos grasos libres adherentes extremadamente fuertes . Solo después de meses de experimentación, el equipo fue capaz de separar estos ácidos grasos libres del LPS.

«Cuando finalmente logramos producir LPS altamente purificado, ¡se hizo evidente que la célula de la planta no respondía en absoluto! Por lo tanto, estaba claro que la respuesta inmune no es provocada por el LPS, sino por estos ácidos grasos cortos», dijo Ranf.

Dirigiéndose a los bloques de construcción de bacterias

Los ácidos grasos 3-hidroxi son componentes químicos muy simples en comparación con el LPS mucho más grande. Son indispensables para las bacterias y se producen en grandes cantidades para su incorporación en diversos componentes celulares.

«La estrategia de las células vegetales para identificar bacterias a través de estos componentes básicos es extremadamente sofisticada; las bacterias requieren estos ácidos grasos 3-hidroxi y, por lo tanto, no pueden evitar la respuesta inmunológica», resume Ranf.

Programa de acondicionamiento físico para plantas.

En el futuro, estos resultados podrían ayudar en la reproducción o ingeniería genética de plantas con una respuesta inmune mejorada. También es concebible que las plantas tratadas con ácidos grasos 3-hidroxi tengan una mayor resistencia a los patógenos.

La investigación se publica en Science .


Más información: «Los metabolitos de ácidos grasos 3-hidroxi de cadena media bacteriana activan la inmunidad en plantas de Arabidopsis» Science , science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aau1279Información del diario: CienciaProporcionado por la Universidad Técnica de Munich


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