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Descubren como Arabidopsis utiliza señuelo molecular para engañar a los patógenos

Agricultura Bioseguridad Internacional

En el reino animal, los depredadores utilizan una amplia gama de estrategias, como el camuflaje, la velocidad y las ilusiones ópticas, para atrapar a sus presas. Mientras tanto, las especies recurren a las mismas tácticas para escapar de sus depredadores. Estos trucos se utilizan también en el nivel molecular, como los descubiertos por los investigadores del CNRS, el INRA, CEA y el INSERM en uno de los más devastadores patógenos de plantas en el mundo.

Aún más sorprendente es el hecho de que las células de plantas han desarrollado un receptor que incorpora un señuelo destinado a tomar el invasor en su propia trampa. Esta obra, que tiene una gran cantidad de aplicaciones, se publicó 21 de mayo 2015 en la revista Cell .

Al igual que en los seres humanos, la interceptación de los patógenos por el sistema inmunitario es esencial para las plantas, lo que les permite asegurar su supervivencia, el crecimiento y la productividad.

Sus respuestas de defensa dependen enteramente de la resistencia genética (inmunidad innata) conferida por una familia de receptores expresados ??en células individuales. Estos receptores están inactivos hasta que se activan tras el reconocimiento de moléculas de patógenos específicos, llamados efectores, cuyo objetivo es a menudo bloquear las vías inmunológicas.

La velocidad a la que los patógenos microbianos pueden producir nuevos efectores que promueven la infección pone una presión considerable sobre las plantas, lo que obligó a adquirir constantemente nuevas capacidades de detección.

En el artículo, publicado en la revista Cell , los investigadores describen un mecanismo de defensa particularmente ingeniosa en la planta modelo Arabidopsis.

Este mecanismo permite a la planta convertir la actividad de un efector bacteriano de virulencia en un disparador para una rápida respuesta inmune.

Ralstonia solanacearum, es una bacteria responsable de la marchitez bacteriana de muchas especies de plantas, incluyendo el tomate y el tabaco, se ha desarrollado una estrategia de invasión particularmente eficaz. Entre los muchos efectores que la bacteria inyecta en las células huésped para bloquear las defensas inmunológicas es la proteína PopP2, cuyo modo de acción fue sacado a la luz en el presente estudio.

Arabidopsis thaliana

PopP2 fue examinado dentro del núcleo de la célula, donde las regiones de ADN se tapan con las proteínas ( factores de transcripción ) responsables de la regulación de la expresión de genes relacionados con la defensa. Una vez dentro del núcleo, PopP2 utiliza su actividad enzimática para inhibir la unión de algunos factores de transcripción en relación con sus secuencias. Así desalojado y neutralizado, estas proteínas son capaces de activar las defensas, lo que permite al invasor ser "limpiado".


A partir de este descubrimiento en Arabidopsis thaliana, los investigadores identificaron un mecanismo de defensa tan radical como el desplegado por la bacteria. Entre las proteínas PopP2 interfiere un señuelo directamente integrado en un receptor inmune. Al atacar esta señuelo, PopP2 desencadena accidentalmente la señal de alarma de la planta como receptor, una vez separado del ADN, se vuelve capaz de reorganizar la respuesta de defensa.

La integración de un "señuelo" en el receptor estudiado tiene una clara ventaja: un "sistema de seguimiento" de este tipo es difícil para el patógeno, ya que es la actividad intrínseca del efector que activa la respuesta inmune. Sin pasar por el proceso normal de la evolución, en el que cada parte mejora su arsenal a su vez, le da a la célula vegetal la sartén por el mango.

Como resultado, incluso si PopP2 evoluciona siempre y cuando su actividad se mantiene sin cambios, es inevitable activar los mecanismos de defensa de la célula.

Esta estrategia molecular de "señuelos integrados" puede ser más generalizada de lo que parece, lo que plantea la cuestión de si las áreas de función desconocida en los receptores inmunes de muchas especies de plantas podrían estar relacionados con señuelos.

Este descubrimiento es más que un paso adelante en la comprensión de un mecanismo original, ya que allana el camino para el desarrollo de nuevos receptores inmunes que podrían interceptar de manera muy eficiente los factores de virulencia de los patógenos responsables de las pérdidas agrícolas importantes cada año.

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