Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

La investigación identifica un mecanismo que ayuda a las plantas a combatir las infecciones bacterianas


Un equipo liderado por un patólogo de plantas en la Universidad de California, Riverside, ha identificado un mecanismo genético regulatorio en las plantas que podría ayudar a combatir las infecciones bacterianas.


Universidad de California – Riverside

«Al comprender mejor este mecanismo molecular de regulación, podemos modificar o tratar los cultivos para inducir su respuesta inmune contra patógenos bacterianos», dijo Hailing Jin, profesor de microbiología y patología de las plantas , quien dirigió la investigación.

El equipo de investigación de Jin, que trabaja en Arabidopsis thaliana, una pequeña planta de floración ampliamente utilizada por los biólogos como especie modelo, descubrió que la proteína Argonaute, una proteína central importante en la maquinaria de interferencia de ARN, se controla mediante un proceso llamado «modificación postraduccional» durante las bacterias. la infección .

Este proceso controla el nivel de la proteína Argonaute y sus pequeños ARN asociados, moléculas que regulan los procesos biológicos al interferir con la expresión génica . Esto proporciona doble seguridad en la regulación de la maquinaria de interferencia de ARN. La interferencia de ARN, o ARNi, es un mecanismo celular importante que muchos organismos utilizan para regular la expresión génica. Implica desactivar los genes, también conocido como «silenciamiento de genes».

Un estudio previo en el laboratorio de Jin identificó que una de las 10 proteínas Argonaute en Arabidopsis es inducida por una infección bacteriana y contribuye a la inmunidad de la planta: cuanto mayor es el nivel de la proteína, mayor es la inmunidad de la planta. Un alto nivel de proteína, sin embargo, puede limitar el crecimiento de la planta.

En condiciones normales de crecimiento de la planta, la proteína Argonaute y sus pequeños ARN asociados están bien controlados por la metilación de la arginina, un tipo de modificación postraduccional de la proteína Argonaute. Esto regula la proteína Argonaute y evita que se acumule a niveles altos. También se evita que los pequeños ARN asociados con la proteína Argonaute se acumulen a niveles más altos, lo que permite a la planta ahorrar energía para el crecimiento.

Sin embargo, durante la infección bacteriana, se suprime la metilación de arginina de la proteína Argonauta, lo que conduce a la acumulación de la proteína Argonauta y sus pequeños ARN asociados que contribuyen a la inmunidad de la planta. Juntos, estos dos cambios permiten a la planta sobrevivir y defenderse.

«Si la proteína Argonaute y los pequeños ARN asociados se mantuvieran en niveles tan altos después de que regresaran las condiciones normales, sería perjudicial para el crecimiento de la planta», dijo Jin. «Pero la modificación postraduccional de la proteína Argonaute, restaurada en condiciones normales, disminuye estos niveles para promover el crecimiento de las plantas».

Los resultados del estudio aparecen en Nature Communications .

Jin explicó que todas las plantas poseen la maquinaria RNAi, así como la proteína Argonaute relacionada con la inmunidad de las plantas. El silenciamiento de ARN se ve en todos los mamíferos, plantas y la mayoría de los eucariotas.

«Hasta nuestro estudio, no estaba claro cómo se controlaba la proteína Argonaute durante un ataque de patógeno, y cómo las respuestas inmunitarias de las plantas estaban reguladas por la maquinaria de ARNi era en gran parte un misterio», dijo Jin, quien tiene la Cátedra Dotada de Cy Mouradick en la UCR. Es miembro del Instituto de Biología Integral del Genoma de la UCR. «El nuestro es el primer estudio que muestra que la modificación postraduccional regula la maquinaria de ARNi en las respuestas inmunitarias de las plantas».

Más información: Po Hu et al, Regulación dual de Arabidopsis AGO2 por metilación de arginina, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038 / s41467-019-08787-w 

Referencia del diario: Nature Communications  

Proporcionado por: University of California – Riverside

Información de: phys.org


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