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Le pareti cellulari contribuiscono a regolare l’immunità delle piante

Gli scienziati europei hanno migliorato la loro comprensione circa le funzioni fondamentali relative alla parete delle cellule vegetali e la relativa risposta agli stress ambientali, in particolare nella modulazione dell’immunità naturale.
Le pareti cellulari contribuiscono a regolare l’immunità delle piante
Le piante sono sotto costante stress da parte degli aggressori, nonché a causa di fattori abiotici, che minacciano la loro sopravvivenza e quella della prole. Tuttavia, tali esseri sono ben protetti, sebbene l’uso di meccanismi di difesa non sia sempre la migliore strategia per contrastare le minacce ambientali, a causa dei compromessi associati a tali risposte.

Dunque le piante hanno sviluppato una serie di sistemi per monitorare i cambiamenti nella loro crescita e struttura, e avviare una risposta specifica. Uno di questi meccanismi, noti come integrità della parete cellulare (CWI, cell wall integrity, o WALLIN), si basa sulla parete cellulare, una struttura estremamente dinamica e complessa la quale è essenziale per la protezione delle cellule vegetali contro le minacce esterne. Tale caratteristica aiuta anche a regolare la crescita delle piante e il relativo sviluppo.

Alcuni studi hanno dimostrato l’esistenza di un meccanismo di mantenimento dell’integrità della parete cellulare, il quale integra diverse fonti di segnalazione in un sistema di grado superiore. Il progetto SIGNWALLING (Plant immunity regulated by cell wall integrity), finanziato dall’UE, ha studiato alcuni dei meccanismi di resistenza delle piante contro gli agenti patogeni mediati dall’integrità della parete cellulare e ne ha rivelato alcune basi molecolari.

I ricercatori hanno monitorato le modifiche di parete cellulare in 30 mutanti di Arabidopsis thaliana utilizzando la spettroscopia IR a trasformata di Fourier allo scopo di riconoscere polimeri e gruppi funzionali e per fornire informazioni sulla loro organizzazione. I dati ottenuti sono stati modellizzati, rivelando cosi l’importanza di alcuni epitopi della parete cellulare, nella regolazione dei fenotipi resistenti ai parassiti.

Due mutanti relativi alla parete cellulare sono stati selezionati in base al modello predittivo e le basi molecolari della resistenza mediata dalla parete sono state caratterizzate. Inoltre, molte frazioni di parete chimicamente estratte sono state ulteriormente purificate a livello cromatografico e testate per la loro capacità di attivare l’immunità in base a profili specifici.

I componenti attivi immuni sono dei carboidrati presenti in natura. Di conseguenza, sono state condotte analisi sui monosaccaridi e sul legame glicosidico per determinare la struttura di queste molecole endogene attive, conosciute come profili molecolari associati al danno (damage-associated molecular pattern, DAMP).

Il progetto SIGNWALLING analizzerà più nel dettaglio le nuove strutture DAMP relative ai carboidrati per determinare la loro abilità di proteggere le colture contro gli agenti patogeni. Gli sforzi promettono di aprire nuove vie di ricerca basate sulla possibilità di rimodellare la parete cellulare delle piante.

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Keywords

Pareti cellulari, immunità delle piante, integrità della parete cellulare, SIGNWALLING, resistenza delle piante