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Proteine recettore influiscono sull’immunità delle piante

Il sistema immunitario innato è la prima linea di difesa di un essere umano, animale o pianta contro gli organismi invadenti. Ricercatori olandesi hanno scoperto un componente delle proteine che regola questo sistema. Lo studio mette anche in evidenza i cambiamenti in questo meccanismo regolatorio che provoca interruzioni nel sistema immunitario umano e vegetale. Le scoperte, pubblicate nella rivista Science, contribuiranno alla sensibilizzazione sui disturbi autoimmunitari umani e a stimolare lo sviluppo di prodotti alimentari più sicuri e più resistenti alle malattie.

Secondo i ricercatori, i cambiamenti nelle proteine recettore possono causare l’indebolimento o l’iperattività del sistema immunitario, portando a disturbi autoimmunitari come la gotta o il morbo di Crohn negli esseri umani, mentre le piante cercano di difendersi contro patogeni immaginari.

I coautori dello studio, il professor Frank Takken dell’università di Amsterdam (UvA) e il dott. Wladimir Tameling dell’università di Wageningen (WUR) nei Paesi Bassi, hanno detto che le proteine recettore multidominio determinano la differenza tra piante sane o malate.

Il sistema immunitario delle piante è composto da due strati: uno basato su recettori extracellulari trans-membrana che riconosce le molecole “conservate microbo-associate” e provoca una risposta immunitaria debole che arresta la colonizzazione dei microbi. La seconda oltrepassa il primo strato per combattere gli agenti infettivi specializzati; questo secondo strato si basa su proteine resistenti (R) “altamente polimorfiche”, spiegano gli autori.

“Le proteine R agiscono soprattutto (ma non esclusivamente) a livello intercellulare e proteggono contro i patogeni (emo-) biotrofici che necessitano di tessuto ospite vivo per la loro proliferazione,” riporta lo studio. “Durante l’infezione questi patogeni (tra cui molti virus, batteri, funghi, oomiceti e nematodi) producono fattori di virulenza (effettori), tra i quali alcuni sopprimono il primo strato del sistema immunitario delle piante, aprendo la porta all’infezione.”

Cellula vegetale

Cellula vegetale

“Alcuni effettori – o le perturbazioni che causano nella pianta – sono percepiti dalle proteine R, che di conseguenza innescano una forte risposta di difesa nella pianta che spesso conduce all’autodistruzione delle cellule infette,” scrivono gli scienziati.

I ricercatori fanno notare che quando le proteine multidominio percepisono i patogeni, avvengono dei cambiamenti che dipendono dallo scambio del nucleotide. “La maggior parte delle proteine R sono NB-LRR (“roditrici”) multidominio, che prendono il nome dal loro legamento nucleotide centrale (NB, ovvero nucleotide binding) e area di ripetizione ricca in leuchina (LRR, ovvero leucine-rich repeat). L’area NB – scrivono gli autori – è parte dell’area più ampia chiamata NB-ARC.

Il passo successivo – secondo i ricercatori – dovrebbe essere quello di un’indagine delle proprietà biochimiche delle proteine durante la regolazione delle difese delle piante; andrebbe anche valutata la dinamica e la localizzazione subcellulare dei complessi di segnalazione NB-LRR in vivo, hanno detto. Gettando luce su quali partner interagiscono con l’area NB, i ricercatori sperano di chiarire come le proteine R attivano le difese dell’ospite.


“Un altro importante sfida sarà quella di delucidare la struttura tridimensionale delle proteine R, preferibilmente nei diversi stati di conformazione, visto che ciò rappresenta la chiave per riuscire a capire in pieno i meccanismi molecolari che determinano la scelta tra vita e morte,” conclude lo studio.

Per maggiori informazioni, visitare:

Science:
http://www.sciencemag.org

Università di Amsterdam
http://www.uva.nl

Università e centro di ricerca di Wageningen:
http://www.wur.nl

Fonte: Science; Università di Amsterdam
Documenti di Riferimento: University of Amsterdam; Science Takken F.L.W.and Tameling W.I.L. (2009) To nibble at plant resistance proteins. Science 324:744-46. DOI: 10.1126/science1171666.

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