Cercetători conduși de John Innes Centre modifică receptori imuni ai cerealelor pentru a recunoaște mai mulți agenți ai ciupercii Magnaporthe oryzae - abordare încă experimentală, după teste pe celule de grâu

O nouă metodă de „inginerie” a imunității plantelor ar putea extinde protecția cerealelor împotriva unei ciuperci care afectează grav producția de orez și amenință tot mai mult grâul și orzul, potrivit Science Daily . Miza este una de securitate alimentară: boala „blast” la orez distruge anual o cantitate suficientă pentru a hrăni aproximativ 60 de milioane de oameni, iar extinderea geografică a agentului patogen crește presiunea pentru soluții mai robuste. Cercetarea, coordonată de John Innes Centre (Marea Britanie) împreună cu colaboratori de la Kobe University (Japonia), propune o abordare experimentală care modifică receptori imunitari ai plantelor astfel încât să recunoască mai multe amenințări fungice. Ținta este Magnaporthe oryzae , ciuperca responsabilă de boala „blast”, descrisă ca cea mai serioasă boală fungică a orezului cultivat și o amenințare majoră pentru grâu și orz în părți din Asia și Africa. De ce contează: o boală fungică ce se extinde și lovește culturi-cheie Ciuperca infectează plantele printr-o strategie biologică sofisticată: introduce în celulele frunzelor și tulpinilor molecule specializate numite „efectori”, care dereglează funcțiile normale ale plantei și facilitează instalarea infecției. În replică, plantele au receptori imunitari care pot detecta aceste molecule străine și pot declanșa un răspuns de apărare, inclusiv moartea controlată a celulelor infectate într-o zonă limitată, pentru a opri răspândirea. Pe fondul apariției bolii în regiuni noi, presiunea operațională asupra fermierilor crește, iar riscul agricol se amplifică. În plus, publicația notează că, deși boala nu a fost detectată în Regatul Unit, schimbările climatice ar putea crea în timp condiții favorabile pentru a amenința producția de cereale în nordul Europei. Ce au găsit cercetătorii: receptori care pot fi „reprogramați” să vadă mai multe ținte Timp de decenii, o mare parte din cercetarea imunității plantelor s-a concentrat pe receptorii NLR (receptori cu domeniu de legare a nucleotidelor și repetiții bogate în leucină). Mai recent, echipa a investigat o altă clasă de proteine imunitare din cereale, numite TKP (proteine kinază „în tandem”), care par să ofere oportunități suplimentare de întărire a apărării. Un element-cheie este un segment numit domeniu HMA („asociat metalelor grele”), prezent în unele TKP și, de asemenea, în anumiți receptori NLR. Cercetătorii au analizat, cu tehnici biofizice și cristalografie (metodă care arată structura tridimensională a moleculelor), cum interacționează aceste domenii HMA cu efectorii eliberați de ciupercă. Concluzia: domeniile HMA pot funcționa ca o „momeală” biologică, legând moleculele folosite de agentul patogen și ajutând planta să detecteze invazia. Pe baza acestei imagini structurale, echipa a modificat receptori TKP astfel încât să recunoască doi efectori fungici diferiți asociați infecțiilor la grâu și orz. Această „specificitate dublă” (capacitatea de a detecta două ținte) este neobișnuită la receptorii imunitari naturali, iar demonstrarea ei prin inginerie proteică sugerează o cale de a lărgi spectrul de amenințări pe care îl poate recunoaște sistemul imunitar al culturilor. Ce urmează: de la teste pe celule la plante întregi și, eventual, „straturi” de imunitate Rezultatele sunt prezentate ca promițătoare, dar tehnologia este încă într-o fază timpurie. Testele inițiale au fost făcute pe protoplaști (celule individuale de grâu, folosite ca model simplificat), iar pasul următor este verificarea eficienței receptorilor modificați în plante întregi, în condiții controlate de seră. O direcție considerată promițătoare este combinarea mai multor tipuri de receptori imunitari în aceeași cultură. Argumentul echipei este că NLR și TKP par să activeze apărarea prin mecanisme diferite, ceea ce ar putea crea mai multe „straturi” de protecție și ar putea îngreuna adaptarea ciupercii. Rămâne însă de demonstrat dacă aceste apărări modificate funcționează eficient în plante întregi și în condiții agricole reale. [...]