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Inmunidad específica a patógenos, mediada por la pared celular vegetal

Las immunodeficiencias en el sistema inmune de plantas alteradas en la proteína G heterotrimérica pueden ser compensadas por respuesta de defensa activadas por alteraciones de los xilanos de sus paredes celulares.

El complejo heterotrimérico de proteína G de las plantas es un componente esencial de la inmunidad innata activada por Patrones Moleculares Asociados a Patógenos (MAMPs) y de la resistencia de las plantas a diferentes tipos de patógenos. La proteína G también desempeña un papel en la integridad de la pared celular de la planta ya que los mutantes defectivos en las subunidades Gβ (
agb1-2) o Gγ de Arabidopsis thaliana presentan una composición de pared alterada en comparación con las plantas de tipo silvestre. En este artículo, el grupo de “Inmunidad innata de plantas y resistencia a hongos necrótrofos" del CBGP (UPM-INIA)" encontró que la mutación del gen ESKIMO1 (ESK1) en plantas agb1-2 provoca la modificación del grado de acetilación del xilano de sus paredes celulares, activándose respuestas de resistencia que contrarrestan la hipersusceptibilidad a patógenos de las plantas agb1-2 deficientes en la subunidad Gβ de la proteína G heterotrimética. La inactivación de ESK1 provoca una acumulación constitutiva de ácido abscísico, la expresión de genes que codifican péptidos y enzimas involucrados en la biosíntesis de metabolitos derivados de triptófano, y el incremento de los niveles de un conjunto de metabolitos secundarios relacionados con la resistencia a enfermedades y de diferentes osmolitos. Los datos del artículo demuestran que una respuesta inmune deficiente puede compensarse parcialmente por la activación de respuestas de inmunidad desencadenadas por alteraciones de la integridad de la pared celular, que confieren resistencia específica a determinados tipos de patógenos. Estos datos además apoyan la relevancia creciente de la pared celular en la regulación de la resistencia de las plantas a patógenos.

En este artículo, el grupo de Inmunidad Innata de Plantas del CBGP (UPM-INIA) ha colaborado con investigadores de la Universidad de Carolina del Norte (Chapel Hill, NC, EE.UU), el Royal Institute of Technology (KTH, Suecia), la Universidad de Adelaide (Australia) y la empresa Metabolon (NC, EE.UU.).

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Inmunidad mediada por la pared celular que se induce tras la inactivación de ESK1. En las plantas de tipo silvestre (panel izquierdo) la percepción del PAMP por los receptores y co-receptores PRRs conduce a la activación del complejo heterotrimérico de proteína G, que a su vez modula la producción de ROS, la fosforilación de MAPKs y la expresión génica para activar positivamente la inmunidad regulada por PAMPs (PTI). En los mutantes agb1-2 (panel derecho) estas respuestas son defectuosas, pero las alteraciones en la pared celular causadas por la mutación esk1-7 activan en estas plantas (agb1-2 esk1-7) respuestas de inmunidad desencadenada por moléculas de la pared (denominadas Damaged-Associated-Molecular Patterns (DAMPs)) que compensan las respuestas PTI defectuosas de agb1-2.

 

Publicación Original:

Escudero, V; Jordá, L; Sopeña-Torres, S; Mélida, H; Miedes, E; Muñoz-Barrios, A; Swami, S; Alexander, D; McKee, LS; Sánchez-Vallet, A; Bulone, V; Jones, AM; Molina, A. 2017. "Alteration of cell wall xylan acetylation trigger defense responses that counterbalance the immune deficiencies of plants impaired in the β subunit of the heterotrimeric G protein". The Plant Journal. DOI: 10.1111/tpj.13660".

 

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