Cómo los patógenos invasores desactivan las defensas de las células vegetales: nuevo estudio científico

Muchas bacterias causantes de enfermedades pueden suprimir los mecanismos de defensa de las plantas y así evitar que las células vegetales las disuelvan, un proceso conocido como xenofagia. Las células animales y humanas tienen un mecanismo similar en el que las bacterias invasoras «comen» las defensas de la célula, pero algunas bacterias pueden inhibir este proceso. Un equipo de investigación internacional ha descrito por primera vez la inhibición de la xenofagia en plantas. El grupo está dirigido por el Prof. Suaib Yustün del Centro de Biología Molecular de Plantas de la Universidad de Tübingen y la Universidad Ruhr de Bochum. El estudio fue publicado en la revista EMBO.

Las células deben adaptar constantemente las proteínas dentro de sí mismas a funciones cambiantes e influencias ambientales. 

“La degradación constante de las proteínas es inevitable; de ​​lo contrario, la célula se estrecha y se queda sin material”, explica Suayb Yustün, cuyo equipo está estudiando estos procesos de degradación altamente regulados.

Cuando una célula necesita descomponer grandes complejos de proteínas, agregados insolubles u orgánulos completos, normalmente usa un proceso conocido como autofagia, literalmente «comiéndose a sí misma».

“Las células animales y humanas también utilizan a veces este método de degradación cuando quieren eliminar invasores como las bacterias patógenas. En este caso, el proceso también se llama xenofagia: comerse a un extraño ”, dice el científico.

Pero la carrera armamentista entre el huésped y el patógeno no termina ahí. Algunas bacterias han desarrollado proteínas que bloquean el mecanismo de autofagia dirigido contra ellas. Esto les da una ventaja y pueden extenderse más. 

“Este estado de la investigación se conoce desde hace varios años en células humanas. Con las plantas, aún no hemos llegado tan lejos. Existe una diferencia importante entre la autofagia en células vegetales y animales: en las plantas, las bacterias patógenas no ingresan a las células. “Se quedan en el espacio extracelular”, dice Ustyun. 

Es el caso, por ejemplo, de la bacteria Xanthomonas, que provoca el marchitamiento y pudrición de hojas, tallos y frutos de diversas plantas, y también afecta al tabaco, planta modelo estudiada por el equipo de investigación.

“La bacteria Xanthomonas introduce un efector en las células vegetales. Descubrimos que esto suprime un componente importante del mecanismo de autofagia. Esto permite que Xanthomonas se propague aún más”, explica Yustyun. “Sin embargo, la planta, a su vez, produce una proteína que destruye el efector por autofagia”. 

Según el científico, esta es la primera evidencia de xenofagia antimicrobiana en la interacción de plantas y bacterias. Ustyun agrega que «un aspecto interesante de esto es que las proteínas involucradas, como el efector de Xanthomonas y los componentes del mecanismo de autofagia, son muy similares en humanos y plantas, aunque son atacados por diferentes patógenos bacterianos». Los biólogos notan que algunas proteínas se han conservado estrictamente en una variedad de organismos durante la evolución.

Este nuevo estudio proporciona una guía importante para futuras investigaciones básicas sobre autofagia y xenofagia en plantas, según el sitio web de  la Universidad de Tübingen. A largo plazo, estos procesos pueden ayudar a prevenir enfermedades en los cultivos.

Foto de portada: Los puntos verdes representan componentes involucrados en la autofagia en células de plantas de tabaco y degradados por la bacteria Xanthomonas, vistos bajo un microscopio.

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