Две ветви иммунитета растений связаны теснее, чем считалось ранее

Индуцируемая защита растений начинается с распознавания микробов, что приводит к активации сложного набора клеточных ответов. Существует много способов распознать микроб, и долгое время считалось, что распознавание микробных структур рецепторами распознавания паттернов (PRRs) вне клетки активирует первую линию обороны — иммунитет, запускаемый паттернами (PTI). Чтобы избежать этих защитных реакций, микробы эволюционировали способность доставлять эффекторные молекулы в клетку растения, прямо в цитоплазму или в апопласт, откуда они попадают в цитоплазму. Считалось, что ответ на эти эффекторы опосредуется исключительно внутриклеточными NLR-рецепторами, которые индуцируют иммунитет, запускаемый эффекторами (ETI).

Эти два сигнальных пути часто рассматриваются как две отдельные ветви иммунного ответа растения. Однако дихотомия между PTI и ETI размывается из-за недавних открытий, указывающих на значительное перекрытие ответов на сигнализацию PRR- и NLR-рецепторов.

«Две иммунные ветви ранее считались отдельными, но растущее количество доказательств последних лет показывает, что они тесно связаны», — пояснил Кеничи Цуда, фитопатолог из Университета Хуачжун в Китае. «Пришло время пересмотреть текущую модель».

За последние полтора года новые данные раскрыли гораздо более сложную и nuanced картину защиты растений. Цуда и его коллега Ю Лу из Университета Миннесоты (США) представили обзор в журнале MPMI. Их цель — интегрировать новые идеи с устоявшейся моделью раздельных путей ETI и PTI в новую, более сложную модель, в которой пути существуют, но имеют множество точек взаимодействия и тесно связаны между собой.

Эти идеи важны не только для понимания взаимодействий растений и микробов, но и для сельского хозяйства. «Эти две ветви иммунитета растений вносят основной вклад в устойчивость к патогенам», — отметил Цуда. «Механизмы работы иммунной системы растений фундаментальны для любого применения наших знаний на практике, например, в сельском хозяйстве».

Несмотря на огромные усилия научного сообщества и многие недавние достижения, в этой области ещё много неизвестного. Например, по словам Цуды, механизм того, «как NLRs используют PRRs, полностью неизвестен». Лу и Цуда предлагают две модели, которые могут объяснить это взаимодействие на клеточном уровне, одна из которых включает сигнализацию между клетками в ткани. Это приводит к рекомендации Цуды изучать иммунные ответы на уровне отдельных клеток.

«Поскольку многие исследователи занимаются этим вопросом, нам придётся обновлять нашу модель ежегодно», — заключил Цуда.