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Como as plantas afastam um mundo perigoso de patógenos
Qs cientistas descobriram que as espécies de plantas empregam estratégias imunológicas sofisticadas que diferem - mas também compartilham semelhanças - das maneiras como os humanos combatem as infecções.
Por Bill Hathaway - 31/05/2021


(© stock.adobe.com)

As plantas do mundo, imóveis e enraizadas em solo que contém microorganismos potencialmente letais, enfrentam uma ameaça constante de patógenos invasores. Nos últimos anos, no entanto, os cientistas descobriram que as espécies de plantas empregam estratégias imunológicas sofisticadas que diferem - mas também compartilham semelhanças - das maneiras como os humanos combatem as infecções.

Em um estudo publicado em 26 de maio na revista Nature, os cientistas de Yale descrevem uma chave molecular "liga-desliga" que permite às plantas mobilizar imunidade em face de patógenos microbianos. As descobertas não têm apenas implicações diretas para o manejo da cultura e possivelmente para proteger as plantas dos efeitos das mudanças climáticas, mas também para uma melhor compreensão do sistema imunológico humano.

" As plantas estão mais relacionadas a nós, em certos aspectos, do que normalmente pensamos", disse o autor sênior  John MacMicking , um investigador do Howard Hughes Medical Institute, membro do Instituto de Biologia de Sistemas de Yale em West Campus e professor associado de patogênese microbiana e imunobiologia na Yale School of Medicine. “Por exemplo, eles têm muitas famílias de genes imunes inatos semelhantes aos nossos e, historicamente, as plantas têm sido usadas para estabelecer princípios fundamentais de defesa do hospedeiro e tolerância a doenças.”

Ao contrário dos humanos, as plantas não possuem um sistema imunológico adaptativo que “lembra” patógenos específicos e, em seguida, organiza uma defesa personalizada. No estudo, MacMicking e seus colegas exploraram os sofisticados programas de defesa autônoma de células que as plantas empregam contra patógenos. Acontece que o que lhes falta em anticorpos adaptados, eles compensam expandindo enormemente seu repertório de respostas imunes inatas, que montam uma defesa mais generalizada contra todas as infecções.

Por exemplo, uma dessas estratégias envolve proteínas imunes inatas que se transformam em um estado "semelhante a gel" para desencadear respostas imunológicas. Esse processo - chamado de separação de fase líquido-líquido - permite que as atividades biológicas sejam concentradas em compartimentos sem membrana dentro das células. A equipe de Yale descobriu que as proteínas do sistema imunológico vegetal, conhecidas como GTPases semelhantes às da proteína de ligação ao guanilato (GBPL), criam compartimentos semelhantes aos líquidos dentro do núcleo que cria uma concentração de proteínas que impulsionam a atividade dos genes de defesa do hospedeiro durante a infecção. Este compartimento separado por fase também exclui proteínas inibidoras para o exterior do núcleo como parte de um interruptor "liga-desliga" espacialmente separado.

A separação da fase líquido-líquido é uma nova fronteira na compreensão de como as células compartimentam suas atividades biológicas, disse MacMicking.

“ Todos os organismos, de bactérias unicelulares a plantas e humanos, defendem seu genoma de ameaças externas”, disse MacMicking. “A separação de fases pode ser um mecanismo evolutivo generalizado para organizar essas atividades de defesa como parte da resposta imune autônoma da célula.”

Shuai Huang de Yale é o principal autor do estudo, que foi financiado principalmente pelo HHMI e NIH NIAID. Outros autores incluem Shiwei Zhu e Pradeep Kumar, também do Yale Systems Biology Institute.

 

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