Cocktail chimic sănătos - Spectrul științific
Știri: Cocktail chimic sănătos
Animalele și plantele au un sistem imunitar foarte dezvoltat, care le permite să combată cu succes cele mai multe atacuri de microorganisme patogene, cum ar fi viruși, bacterii și ciuperci. Se știa anterior despre plante că celulele lor pot recunoaște moleculele străine eliberate de agenții patogeni în timpul unui atac prin intermediul receptorilor de pe suprafața lor și din interiorul celulei. Cu toate acestea, acest mecanism al sistemului imunitar are o importanță decisivă doar pentru o fracțiune din potențialii agenți patogeni. Este adesea asociat cu activarea morții celulare programate în celulele atacate, astfel încât atacatorul este privat de mediul nutritiv atunci când celulele infectate mor.
Un grup de cercetare condus de Paul Schulze-Lefert de la Institutul Max Planck pentru Cercetări de reproducere caută acum alte linii de apărare avansate, ascunse anterior, în plante. Cercetătorii din Köln au avut creșterea balenelor Arabidopsis thaliana cu ciuperca fainare Blumeria graminis hordei care în mod normal afectează numai ierburile și provoacă daune grave orzului. Cresa de balenă nu este de obicei atacată de acest tip de mucegai. Cu toate acestea, oamenii de știință au reușit să găsească mutanți rari ai creșterii thalei, care pot fi infectați și cu mucegaiul praf.
Oamenii de știință au reușit să detecteze proteinele necunoscute anterior din membrana celulară a acestor plante. Aceste așa-numite proteine SNARE funcționează ca site-uri de andocare (target-SNARE; ţintă, Engleză: țintă) pentru veziculele încărcate de otrăvuri în a căror membrană se află un omolog adecvat (vezicula-SNARE). Se pare că mutanții au un defect al genei pentru aceste proteine SNARE țintă. Ca rezultat, veziculele nu mai sunt capabile să se contopească cu membrana celulară și eliberează în mod specific încărcătura lor toxică. Rezultatul este că ciuperca invadatoare își poate continua atacul prin peretele celular nestingherit.
Principiul transportului veziculelor controlat de proteinele SNARE este deja cunoscut din procesele de semnalizare la oameni și animale, în care veziculele se fuzionează cu diferite membrane. Conform acestui principiu, substanțele mesager de la terminațiile nervoase sunt eliberate tocmai la destinație.
Interesant este faptul că oamenii de știință din Köln au reușit să detecteze aceste proteine SNARE atât în orz, cât și în creștetul de thală. Acest lucru a arătat clar că acest mecanism de apărare trebuie să fie un sistem evolutiv foarte vechi, deoarece cele două specii s-au separat acum aproximativ 200 de milioane de ani. Oamenii de știință suspectează că sistemul imunitar al plantelor atinge nivelul de eficiență doar prin interacțiunea dintre această „linie de apărare” nou descoperită, pe scară largă eficientă și sistemul receptorilor din aval, foarte specific, pentru a face eșecurile de a infecta majoritatea ciupercilor dăunătoare.
Atacul ciupercilor, care încearcă adesea să pătrundă într-o celulă vegetală cu ajutorul enzimelor care degradează peretele celular, este înregistrat rapid de celula atacată: apoi, într-un timp foarte scurt, se formează în interior containere de transport specializate, care sunt încărcate cu un cocktail cu otravă chimică. Cu ajutorul proteinelor SNARE, încărcătura otrăvitoare ambalată este direcționată exact către peretele celular, până la punctul de intrare al ciupercii și deversată acolo către exterior. Celula vegetală supraviețuiește atacului nevătămat, în timp ce atacatorul de obicei nu supraviețuiește inundațiilor de agenți de război chimic.
Într-o comparație, cercetătorii au descoperit că secvențele de aminoacizi ale proteinelor țintă SNARE din orz și creșterea thalelor sunt foarte similare. În schimb, apărarea orzului împotriva ciupercilor de mucegai praf mediată de vezicule este foarte redusă. Se presupune că făinarea din orz a găsit modalități fie de a suprima transportul veziculelor, fie de a dezamorsa încărcătura otrăvitoare.
Apoi, geneticienii moleculari doresc să investigheze ce componente ale scheletului celular servesc drept șine glisante pentru transportul veziculelor direcționate. Ei presupun, de asemenea, că celulele vegetale au senzori de stres mecanic în membrana lor plasmatică care declanșează sinteza și transportul veziculelor de apărare în cazul unui atac.
În cele din urmă, compoziția chimică exactă a cocktailului otrăvitor rămâne de clarificat. Interesant este că compoziția sa pare să difere de la speciile de plante la speciile de plante. O enormă varietate de arme chimice ar putea fi generate pe baza aceluiași tipar de bază, adică transportul direcționat al veziculelor. Prin urmare, plantele au produs probabil o mulțime de agenți de război chimic în lupta lor împotriva agenților patogeni.
Societatea Max Planck (MPG) este o instituție de cercetare de bază finanțată în primul rând de guvernele federale și de stat. Funcționează în jur de optzeci de institute Max Planck.