Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

La enzima recién descubierta es el «percutor» para la inmunidad de las plantas


Al igual que los humanos, las plantas tienen un sistema inmunológico que les ayuda a combatir las infecciones. La inmunidad de las plantas tiene algunas diferencias importantes: no producen anticuerpos y no pueden combatir el mismo insecto más rápidamente meses o años después. 


Sin embargo, las células vegetales pueden identificar patógenos y reaccionar a ellos, a menudo produciendo una explosión de oxígeno reactivo que es tóxico para las bacterias u hongos. Las células alrededor de un sitio infectado entrarán en la muerte celular programada para sellar la enfermedad.

Gitta Coaker, profesora del Departamento de Fitopatología de la Universidad de California en Davis y sus colegas, ahora han identificado un paso clave en la forma en que las células vegetales responden a los patógenos . Han identificado una familia de enzimas quinasas que activan las enzimas que producen oxígeno reactivo . El trabajo se publica el 12 de septiembre en la revista Cell Host & Microbe .

«Se sabía que las plantas pueden producir oxígeno reactivo, pero no cómo diferentes proteínas coordinan la activación de la sintasa reactiva de oxígeno», dijo Coaker.

La proteína SIK1 une los receptores de la membrana celular de la planta que detectan los patógenos (izquierda) a las enzimas que producen oxígeno reactivo que los ataca y los mata (derecha). Crédito: Coaker lab / Cell Host & Microbe

Cada célula vegetal puede responder a los patógenos, dijo Coaker, a través de receptores en la superficie celular que reaccionan a cosas como las proteínas bacterianas. Las plantas tienen un gran repertorio de estos receptores inmunes innatos: la pequeña planta de laboratorio Arabidopsis, por ejemplo, tiene alrededor de 600 receptores que podrían responder a diferentes patógenos.

Las plantas también tienen receptores similares a los «Receptores tipo Toll» o TLR. Estos TLR son similares a las proteínas que se encuentran en los insectos y mamíferos que desencadenan respuestas a las bacterias y otros patógenos. Los TLR fueron descubiertos por primera vez en plantas por la profesora Pamela Ronald del Departamento de Patología Vegetal de UC Davis.

Paso clave conecta la detección y la acción

El laboratorio de Coaker ahora ha aislado una enzima, SIK1, en Arabidopsis que es el «percutor» de la inmunidad de la planta . Conecta los receptores que detectan patógenos al oxígeno reactivo que los mata.

«Esta quinasa en particular trabaja con y estabiliza otras que convergen en la enzima que produce oxígeno reactivo», dijo Coaker. «Creemos que este es un paso clave».

Cuando los investigadores eliminaron el SIK1, las plantas no podían producir suficiente oxígeno reactivo y eran más susceptibles a las infecciones.

El grupo de Coaker ahora está buscando homólogos de SIK1 en otras plantas, incluidas las plantas de cultivo. Quieren saber si se puede ajustar el gen para aumentar la resistencia a los patógenos en los cultivos. Eso podría conducir a nuevos tratamientos para enfermedades de las plantas y la reproducción de cultivos que son más resistentes a las infecciones.

Más información: Meixiang Zhang et al., La MAP4 quinasa SIK1 garantiza una ráfaga de ROS extracelular robusta y una inmunidad antibacteriana en plantas, células hospedadoras y microbios (2018). DOI: 10.1016 / j.chom.2018.08.007 

Referencia del diario: Cell Host & Microbe  

Proporcionado por: UC Davis

Informació de: phys.org


Leer más


Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *