O nouă descoperire genetică ar putea creşte imunitatea culturilor agricole

Prima lor linie de apărare sunt genele de rezistenţă la boli. Multe dintre aceste gene codifică receptorii imunitari, care sunt proteine ce detectează paraziţii şi declanşează răspunsul imunitar. Genomul plantelor poate codifica între 50 şi 1.000 de receptori imunitari, unii dintre aceşti receptori funcţionând individual, în timp ce alţii operează în perechi sau sub forma unor reţele complexe.

Pentru a proteja culturile agricole de boli, oamenii de ştiinţă şi-au propus să înţeleagă modul în care evoluează genele receptorilor imunitari. O forţă motrice în spatele evoluţiei multor gene este duplicarea acestora. Genele se reproduc şi apoi copiile pot evolua în moduri diferite. Receptorii imunitari originali sunt proteine multi-tasking, care detectează paraziţii dar şi declanşează răspunsul imun. În urma duplicării genelor, unii receptori imunitari sunt concentraţi doar pe detectarea paraziţilor, pierzându-şi capacitatea de a declanşa un răspuns de apărare.

O cercetare comună a Laboratorului Sainsbury din cadrul Universităţii Cambridge şi a Universităţii East Anglia a descoperit o semnătură moleculară care defineşte subsetul de receptori imunitari ce pot declanşa răspunsul imun la plante. Acest tipar este format din 21 de aminoacizi (blocuri de proteine) la un capăt al receptorului şi, în mod remarcabil, un fragment scurt de proteină care conţine acest tipar este suficient pentru a declanşa răspunsul de apărare atunci când este sintetizat în plante.

În schimb, receptorii imunitari care s-au specializat pentru a detecta doar paraziţii au pierdut această semnătură moleculară de-a lungul evoluţiei, probabil pentru că nu au nevoie de ea, întrucât se bazează pe partenerii lor receptori pentru a declanşa apărarea.

În fiecare an, omenirea pierde hrană în valoare de miliarde de dolari din cauza bolilor la plante. Această nouă descoperire are acum potenţialul de a rezolva parţial problema, pentru că va permite clasificarea genelor de rezistenţă la boli pe diferite categorii, şi astfel va rezulta o îmbunătăţire a sistemului imunitar al plantelor. O mai bună înţelegere a acestui aspect şi modul în care evoluează reţelele de receptori imunitari ai plantelor ar trebui să stabilească ulterior care sunt plantele de cultură cele mai capabile să reziste bolilor.