Las enfermedades fúngicas denominadas colectivamente mildiu polvoriento afectan a una amplia gama de especies de plantas, incluidos los cereales agrícolas relevantes como la cebada, y dan como resultado reducciones significativas en el rendimiento del cultivo. Los hongos que causan el mildiu polvoriento entregan las llamadas moléculas efectoras dentro de las células vegetales donde manipulanla fisiología y el sistema inmunitario del huésped. En respuesta, algunas plantas han desarrollado genes de Resistencia R, generalmente receptores inmunes intracelulares, que reconocen la infección al detectar los efectores del hongo, lo que a menudo conduce a la muerte de las células vegetales en el sitio de intento de infección para limitarla propagación del hongo. En la opinión predominante, el reconocimiento directo de los efectores por los receptores inmunes es un evento bastante raro en las interacciones planta-patógeno, sin embargo, se cree que en la mayoría de los casos el reconocimiento se realiza a través de otras proteínas del huésped que se modificanpor el patógeno.
En las poblaciones de cebada, uno de los receptores de mildiu polvoriento, designado locus mildew a Mla, ha experimentado una diversificación pronunciada, lo que resulta en un gran número de diferentes variantes de proteínas MLA con secuencias de ADN muy similares > 90%. Esto sugiere co-evolución con efectores de mildiu polvoriento, pero la naturaleza de la relación evolutiva y las interacciones entre el receptor inmune y los efectores seguía sin estar clara.
Para abordar estas preguntas, Isabel Saur, Saskia Bauer y sus colegas del departamento de Paul Schulze-Lefert aislaron por primera vez varios efectores de hongos mohos recolectados en el campo. Excepto por dos, estas proteínas eran muy divergentes entre sí.Cuando los autores expresaron los efectores junto con los receptores MLA coincidentes, esto condujo a la muerte celular no solo en la cebada sino también en las células de tabaco relacionadas de forma distante, lo que ya sugiere que no se requieren otras proteínas de cebada para el reconocimiento. Usar la bioluminiscencia como un marcador para la proteína-proteína directainteracciones, los científicos de hecho encontraron asociaciones específicas de pares efector-MLA en extractos de hojas de tabaco. Del mismo modo, un ensayo de interacción proteína-proteína en levadura también reveló interacciones solo de pares efectores-MLA coincidentes. Estos resultados sugieren que el receptor MLA altamente relacionado con la secuencialas variantes detectan directamente efectores fúngicos no relacionados.
La enfermedad de las plantas es una de las principales causas de pérdida de rendimiento en los cultivos. La transferencia de genes de la planta R entre especies es un enfoque potencialmente poderoso para generar cultivos resistentes a las enfermedades. El descubrimiento de los autores de que múltiples variantes del mismo gen de resistencia pueden unirseproteínas de patógenos diferentes, también en especies de plantas relacionadas de forma distante, subraya el potencial de este enfoque e interviene con el hallazgo anterior de que las versiones de trigo de Mla, Sr33 y Sr50, proporcionan resistencia a las enfermedades al aislado de la roya del tallo Ug99, una amenaza importante para el trigo globalproducción.
Paul Schulze-Lefert ve más aplicaciones interesantes en el horizonte: "Nuestro descubrimiento de que las interacciones directas receptor-efector están muy extendidas para los receptores MLA sugiere que puede ser factible diseñar racionalmente receptores sintéticos para detectar efectores patógenos que escapan a la vigilancia de la planta inmunesistema."
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck para la Investigación del Fitomejoramiento . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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