Un equipo de investigadores internacionales encabezado por científicos de la Universidad de Tübingen ha descifrado el funcionamiento de una toxina citolítica, que es producida por algunas de las enfermedades de cultivos más devastadoras del mundo. La citolisina es fabricada por patógenos como bacterias y hongos y puededestruir cosechas enteras si no se utiliza protección química. El estudio, realizado por investigadores de Tübingen y sus instituciones asociadas en Berkeley, Burdeos, Ljubljana, Liége y Wako en Japón, así como Gotinga en Alemania, puede conducir a formas deproteger mejor los cultivos de estos patógenos en el futuro. El estudio ha sido publicado en la última edición de Ciencia.
La Gran Hambruna en Irlanda cobró alrededor de un millón de vidas y obligó a emigrar a más de un millón de personas. Comenzó en 1845 con el fracaso de las cosechas de papa en ese y los años siguientes debido al tizón de la papa, causado por un oomiceto llamado Phytophthorainfestans. Mata rápidamente la planta infectada y estropea los tubérculos de papa.
"Este organismo patógeno produce citolisina, una verdadera toxina asesina", dice el Dr. Isabell Albert del Centro de Biología Molecular Vegetal de Tubinga. El objetivo del organismo es matar las células vegetales para que puedan alimentarse del tejido muerto.Al final, la citolisina perfora la membrana celular de la planta, dañándola irreparablemente. Las células afectadas mueren.
Phytophthora infestans no es el único patógeno que usa esta táctica, explica Albert. También lo hace Pectobacterium carotovorum, que ataca principalmente a las raíces; también es el modo preferido de ataque del hongo Botrytis, que arruina los cultivos de frutas y hortalizas.Hasta ahora se entendía por qué estas citolisinas dañan severamente algunas especies de plantas sin afectar a otras. "Por ejemplo, las células de todo tipo de cereales permanecen sin ser destruidas por la toxina", dice Albert, "patógenos como el tizón de la papa, por lo tanto, no dañan los cereales."
Los investigadores ahora han demostrado que la sensibilidad a la citolisina depende de un receptor en la célula vegetal que es significativamente diferente en diferentes tipos de plantas. En ambos casos es una cadena de moléculas de residuos de azúcar y grasas, pero en plantas talescomo las patatas y los tomates, la cadena es corta, mientras que los cereales tienen una cadena de moléculas mucho más larga ". Este receptor más largo aparentemente significa que la citolisina puede conectarse con el receptor en el trigo o la cebada, pero no puede alcanzar la membrana celular y, por lo tanto, no puede tener suefecto mortal ", informa Albert.
Como explicó el profesor Thorsten Nürnberger, quien dirigió el estudio, las características de los diferentes receptores de toxinas ofrecen una aplicación potencial significativa: "Las plantas que son sensibles a la citolisina debido a su receptor incluyen muchas malezas".la posibilidad de desarrollar un herbicida natural sobre la base de una toxina microbiana que actuaría de manera muy selectiva y, por lo tanto, de una manera mucho más respetuosa con el medio ambiente que los herbicidas comunes hoy en día, como el glifosato.
Otra perspectiva que surgió del estudio, dijo Nürnberger, fue el desarrollo de nuevos tipos de productos químicos biológicos protectores de las plantas. Él dice que es concebible que se puedan usar moléculas especiales de azúcar para bloquear la toxina de citolisina, evitando que se adhiera a plantas vulnerables.células. Eso podría permitir una protección efectiva contra el ataque de una variedad de enfermedades mortales de las plantas, dice Nürnberger.
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Materiales proporcionado por Universitaet Tübingen . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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