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


¿Qué sucede a nivel molecular cuando las plantas se defienden contra 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 muy diferente a lo que se pensaba anteriormente.

El equipo también describe en el estudio cómo descubrieron esta interacción compleja con la ayuda de las técnicas de edición del genoma CRISPR / Cas9.

Al protegerse de los patógenos, las plantas solo tienen su sistema inmunológico innato para apoyarse. «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 manera de superar este mecanismo de defensa: inyectan las llamadas proteínas efectoras directamente en la célula de la planta 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 inmune.

«Dado que las plantas no tienen sus propias células inmunes o anticuerpos, las proteínas receptoras intracelulares desempeñan un papel clave en la respuesta inmunitaria de la planta», explica Stuttmann.

Hasta el momento, los principios fundamentales de los sistemas inmunitarios 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 completamente. 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 inmunes solo funciona correctamente junto con un complejo de proteínas específico.

Para ver si los mismos genes son responsables de los sistemas inmunitarios de las dos especies de plantas, los investigadores primero eliminaron varios genes candidatos en el tabaco usando técnicas de edición del genoma y luego intercambiaron genes entre las dos especies. Luego probaron si las plantas todavía reaccionaban a las plagas.

«Se descubrió una complejidad inesperada: mientras que un receptor de TNL en la planta de tabaco también funcionaba en el berro viejo, esto no se aplicaba a los genes del complejo de proteínas. De hecho, las plantas de tabaco requieren un complejo de proteínas diferente al de la berle para un TNL Respuesta inmune inducida por el receptor.

Las vías de señalización de las reacciones inmunes en diferentes plantas parecen variar «, dice Stuttmann.

Esto es sorprendente porque previamente se asumió 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 la planta.

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


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