W jaki sposób receptory dla białek wpływają na odporność rośliny
Wrodzony układ immunologiczny jest pierwszą linią obrony człowieka, zwierzęcia czy rośliny przed inwazyjnymi organizmami. Duńscy naukowcy odkryli składnik białka, który reguluje ten układ. Wyniki badań podkreślają również zmiany w mechanizmie regulującym, które mogą spowodować zakłócenia w układzie immunologicznym człowieka i rośliny. Odkrycia, opisane w czasopiśmie Science, przyczynią się do pogłębienia wiedzy na temat zaburzeń autoimmunologicznych człowieka oraz pomogą w pracach nad żywnością bezpieczniejszą i bardziej odporną na choroby. Zdaniem naukowców zmiany w receptorach dla białek mogą osłabiać układ immunologiczny lub skłaniać go do zbyt silnych reakcji, co prowadzi do zaburzeń autoimmunologicznych takich jak skaza moczanowa czy choroba Crohna u ludzi, a w przypadku roślin - do obrony przed patogenami urojonymi. Współautorzy badań, profesor Frank Takken z Uniwersytetu Amsterdamskiego (UvA) i dr Wladimir Tameling z Uniwersytetu w Wageningen i Ośrodka Badawczego (WUR) w Holandii powiedzieli, że receptory dla białek wielodomenowych decydują o różnicy między rośliną zdrową a chorą. Układ immunologiczny rośliny jest dwuwarstwowy: jedna warstwa opiera się na pozakomórkowych, transmembranowych receptorach, które rozpoznają "zachowane, powiązane z drobnoustrojami" molekuły i wywołują raczej słabą reakcję immunologiczną, która powstrzymuje kolonizację drobnoustrojów. Druga warstwa, która opiera się na białkach (R) o "wysoce polimorficznej" oporności, przebija się przez pierwszą, aby zwalczyć wyspecjalizowane czynniki zakaźne - wyjaśniają autorzy. "Białka R działają głównie (ale nie tylko) wewnątrzkomórkowo i zapewniają ochronę przed (pół-) biotroficznymi patogenami, które do proliferacji potrzebują żywych tkanek żywiciela" - czytamy w artykule. "W czasie infekcji patogeny te (które obejmują wiele wirusów, bakterii, grzybów i nicieni) wytwarzają czynniki chorobotwórczości (efektory), z których część przechodzi przez pierwszą warstwę układu immunologicznego rośliny, otwierając drogę do zakażenia." "Niektóre efektory, czy też wywoływane przez nie zakłócenia, są dostrzegane przez białka R, które w konsekwencji uruchamiają silne reakcje odpornościowe w roślinie, prowadzące często do samobójstwa zakażonych komórek" - napisali naukowcy. Naukowcy zauważyli, że kiedy białka wielodomenowe zauważą patogeny, zachodzą zmiany uzależnione od wymiany nukleotydów. "Większość białek R to wielodomenowe NB-LRR, nazwane tak z powodu swoich domen centralnego wiązania nukleotydu (NB) i fragmentu bogatego w leucyny (LRR)" - czytamy w raporcie. Domena NB jest częścią większej domeny zwanej NB-ARC - zauważają autorzy. Kolejnym krokiem, zdaniem naukowców, powinno być badanie biochemicznych właściwości białek w czasie regulacji reakcji odpornościowych rośliny. Dynamika i subkomórkowa lokalizacja kompleksów sygnalizacyjnych NB-LRR in vivo również powinny zostać zbadane - jak mówią. Rzucając więcej światła na to, który z partnerów wchodzi w interakcję z domeną NB, naukowcy mają nadzieję pozyskać wiedzę na temat sposobu, w jaki białko R aktywuje reakcje obronne żywiciela. "Kolejnym ważnym wyzwaniem będzie objaśnienie trójwymiarowej struktury białek R, najlepiej w różnych stanach konformacji, ponieważ stanowi ona klucz do pełnego poznania mechanizmów molekularnych, stojących za wyborem życia lub śmierci" - czytamy w podsumowaniu.
Kraje
Niderlandy