17:07 2022-05-20
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Funcția urmează forma în imunitatea plantelor
_ Funcția urmează forma în imunitatea plantelor
Oamenii de știință de la Institutul Max Planck pentru Cercetarea Ameliorării Plantelor (MPIPZ) și de la Universitatea din Köln, Germania, au descoperit un nou mecanism biochimic care explică modul în care proteinele imune apără plantele împotriva microorganismelor invadatoare. Descoperirile lor sunt publicate în revista Cell.
Noi, oamenii, ne bazăm pe sistemul nostru imunitar pentru a ne proteja de bolile cauzate de microorganisme dăunătoare. Într-o manieră similară, plantele generează, de asemenea, răspunsuri imune atunci când sunt invadate de microbi dăunători. Jucătorii cheie în aceste răspunsuri imune ale plantelor sunt așa-numiții receptori imunitari, care detectează prezența moleculelor eliberate de microorganisme străine și pun în mișcare răspunsuri de protecție pentru a respinge invadatorii.
Un subset al acestor receptori imuni adăpostește specialiști. regiuni cunoscute sub numele de domenii ale receptorului toll-interleukin-1 (TIR) și funcționează ca enzime, proteine speciale care descompun molecula nicotinamidă adenin dinucleotidă (NAD+), o moleculă mică foarte abundentă, multifuncțională, care se găsește în toate celulele vii. Defalcarea NAD+, la rândul său, activează proteine imune suplimentare, culminând în cele din urmă cu așa-numitul „răspuns hipersensibil”, un mecanism de protecție care duce la moartea celulelor plantei în locurile de tentativă de infecție ca o modalitate eficientă de a proteja planta în întregime. . Cu toate acestea, studiile au arătat că defalcarea NAD+, deși esențială, nu este suficientă pentru protecția plantelor, sugerând că trebuie implicate mecanisme suplimentare.
Autorii, conduși de autorii corespunzători, Jijie Chai, care este afiliat cu MPIPZ, Universitatea din Köln și Universitatea Tsinghua din Beijing, China, Paul Schulze-Lefert de la MPIPZ și Bin Wu de la Școala de Științe Biologice, Universitatea Tehnologică Nanyang, Singapore, au examinat funcția proteinelor TIR și ar putea arăta că acești receptori nu numai că au descompus NAD+, dar au în mod intrigant o funcție suplimentară - domeniile TIR procesau și molecule cu legături fosfodiester, care se găsesc de obicei în ARN și ADN, care sunt prezente în celule în principal ca mari, liniare, monocatenar sau dublu. molecule.
Folosind analiza structurală, autorii ar putea arăta că proteinele TIR formează diferite structuri multi-proteice pentru descompunerea NAD+ sau ARN/ADN, explicând modul în care una și aceeași proteină poate îndeplini două roluri. Pentru a scinda moleculele de ARN/ADN, proteinele TIR urmează contururile catenelor de ARN/ADN și se înfășoară strâns în jurul lor ca niște perle pe un șir. Capacitatea proteinelor TIR de a forma două complexe moleculare alternative este o caracteristică a întregii familii de receptori imunitari. Forma exactă a proteinelor TIR dictează astfel activitatea enzimei respective.
Autorii au continuat să arate că această funcție în sine nu a fost suficientă pentru moartea celulelor, sugerând că anumite molecule mici generate de descompunerea ARN și DNA au fost responsabili. Folosind chimia analitică, oamenii de știință ar putea identifica moleculele ca AMPc/cGMP (adenozin monofosfat ciclic/guanozin monofosfat ciclic), așa-numitele nucleotide ciclice care sunt prezente în toate regnurile vieții. În mod intrigant, mai degrabă decât 3′,5′-cAMP/cGMP bine caracterizat, analiza autorilor a arătat că domeniile TIR declanșau producerea așa-numitului 2′,3′-cAMP/cGMP non-canonic, enigmatic ". veri”, ale căror roluri precise au fost până acum neclare. Când au redus producția mediată de TIR de 2′,3′-cAMP/cGMP, activitatea de moarte celulară a fost afectată, demonstrând că moleculele de 2′,3′-cAMP/cGMP sunt importante pentru răspunsul imun al plantei.
Dacă 2′,3′-cAMP/cGMP promovează moartea celulară în plante ca răspuns la infecție, atunci este normal că nivelurile lor ar fi ținute strâns sub control. Într-adevăr, autorii au descoperit că un regulator negativ cunoscut al funcției TIR în plante, NUDT7, acționează prin epuizarea 2′,3′-cAMP/cGMP. Regulatori negativi similari sunt eliberați de anumite microorganisme patogene în timpul infecției în interiorul celulelor plantei, iar oamenii de știință ar putea demonstra că aceste proteine patogene epuizează și 2′,3′-cAMP/cGMP. Acest lucru sugerează că microorganismele invadatoare au dezvoltat strategii inteligente pentru a dezarma mecanismul de apărare a plantelor dependent de 2′,3′-cAMP/cGMP pentru propriul beneficiu.
Dongli Yu, unul dintre cei trei co-primi autori ai acestui articol. studiul, împreună cu Wen Song și Eddie Yong Jun Tan, rezumă semnificația studiului său astfel: „Am identificat un nou rol pentru domeniul TIR al receptorilor imunitari în protejarea plantelor împotriva infecțiilor. Privind înainte, identificarea și caracterizarea țintelor 2′,3′-cAMP/cGMP va sugera strategii noi pentru a face plantele mai rezistente la microbii dăunători și, în acest fel, va contribui la securitatea alimentară.”
Comentarii:
Adauga Comentariu