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Nuevo estudio sobre el sistema inmunológico de las plantas: funciona de forma diferente a lo esperado

planta de tabaco
Crédito: CC0 Public Domain

¿Qué sucede a nivel molecular cuando las plantas se defienden de los patógenos invasores? Anteriormente se suponía que los procesos eran aproximadamente los mismos en todas las plantas. 


por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg


Sin embargo, esto no es cierto, como ha demostrado un equipo de biólogos de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) en un nuevo estudio publicado en la revista científica The Plant Cell . Los investigadores investigaron los procesos de defensa en la planta de tabaco silvestre N. benthamiana y encontraron que los procesos funcionan de manera bastante diferente de lo que se pensaba anteriormente. El equipo también describe en el estudio cómo descubrieron esta compleja interacción con la ayuda de técnicas de edición del genoma CRISPR / Cas9.

Al protegerse de los patógenos, las plantas solo tienen su sistema inmunológico innato al que recurrir. «El sistema inmunológico de una planta es bastante simple. Las proteínas receptoras especiales en la superficie de las células vegetales pueden reconocer patógenos y combatirlos. Esto induce una respuesta inmune de bajo nivel», dice el Dr. Johannes Stuttmann del Instituto de Biología de MLU. Sin embargo, algunas bacterias han encontrado una forma de superar este mecanismo de defensa: inyectan las denominadas proteínas efectoras directamente en la célula vegetal para suprimir las reacciones de defensa. A lo largo de la evolución, las plantas se han adaptado a este truco y han desarrollado otras proteínas receptoras. Estas proteínas reconocen a los invasores dentro de la célula a través de las proteínas efectoras y desencadenan rápidamente una fuerte reacción inmunitaria. «Dado que las plantas no tienen sus propias células inmunitarias o anticuerpos, las proteínas receptoras intracelulares desempeñan un papel clave en la respuesta inmunitaria de la planta», explica Stuttmann.

Hasta ahora, los principios fundamentales del sistema inmunológico de las plantas se han estudiado principalmente en el berro (Arabidopsis thaliana), un organismo modelo relativamente simple. El grupo de Stuttmann ahora quería averiguar si estos hallazgos también podrían transferirse a la planta de tabaco N. benthamiana . Según Stuttmann, su genoma es considerablemente más complejo y aún no se ha secuenciado por completo. Sin embargo, la planta tiene varias ventajas que la hacen interesante para futuras investigaciones.

El equipo investigó una clase especial de receptores dentro de la célula llamados receptores TNL. Se sabe que esta clase de receptores inmunitarios solo funciona correctamente junto con un complejo proteico específico . Para ver si los mismos genes son responsables del sistema inmunológico de las dos especies de plantas , los investigadores primero eliminaron varios genes candidatos en el tabaco utilizando técnicas de edición del genoma y luego intercambiaron genes entre las dos especies. Luego probaron si las plantas aún reaccionaban a las plagas. «Se descubrió una complejidad inesperada: si bien un receptor TNL en la planta de tabaco también funcionó en el berro, esto no se aplicó a los genes del complejo proteico. De hecho, las plantas de tabaco requieren un complejo proteico diferente althale berro para una respuesta inmune inducida por el receptor TNL. Las vías de señalización para las reacciones inmunes en diferentes plantas parecen variar «, dice Stuttmann. Esto es sorprendente porque anteriormente se suponía que estos procesos eran en gran medida idénticos en las plantas, ya que las proteínas involucradas han cambiado relativamente poco en el curso de la evolución de las plantas.

«La noción generalizada de que los hallazgos de Arabidopsis thaliana pueden transferirse fácilmente a otras especies a menudo resulta falsa», concluye Stuttmann. Al mismo tiempo, el nuevo estudio sirve para establecer a N. benthamiana como organismo modelo para estas y otras preguntas.



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