Jong geleerd
Een goede immuunreactie is belangrijk om binnendringende ziekteverwekkers snel de baas te zijn. Nu tonen onderzoekers in Plant Cell aan dat de basis hiervoor al 500 miljoen naar geleden gelegd werd.
Immuun receptoren zijn belangrijk voor het herkennen en snel reageren op ziekteverwekkers. Planten hebben meerdere soorten immuun receptoren. Een daarvan zijn de NLR immuun receptoren die binnen in de cel zitten. Over NLR-eiwitten van bloeiende planten is redelijk veel bekend. Maar onderzoekers weten niet zo veel over de NLR-eiwitten in niet-bloeiende planten. Daar besloten de onderzoekers verandering in te brengen
Het eerste wat ze deden was om voor 33 verschillende planten, van algen tot bloeiende planten, alle NLR genen uit hun genoom te vissen. Aan de hand van de gen-sequentie bestudeerde de onderzoekers uit welke modules de NLR genen bestonden. Daarbij vonden ze de van de bloeiende planten bekende modules, zoals TIR en CC. Maar ze zagen ook modules die bij NLRs van bloeiende planten niet of niet zo vaak voorkwamen.
De grote verscheidenheid aan NLR immuun receptoren illustreert dat immuniteit op veel manier verkregen kan worden
Vervolgens bestudeerde de onderzoekers in hoeverre NLRs van niet-bloeiende planten bijdragen aan de immuniteit van planten. Beginnend met TIR en CC modules. Mede omdat er veel over bekend is. De onderzoekers selecteerde 20 TIR en 5 CC modules van niet-bloeiende planten. Deze plaatste ze in verschillende planten van de tabaksfamilie. Waarna ze de immuun reactie, in de vorm van celdood, bestudeerde. Bij 11 van de TIR modules en 3 van de CC-modules was er een sterke immuunreactie. Daarnaast testte de onderzoekers op dezelfde manier twee modules die niet voorkwamen in bloeiende planten. Ook met deze modules zagen de onderzoekers een sterke immuunreactie in de vorm van celdood.
Als laatste bestudeerde de onderzoekers de CC modules in meer detail. Hierbij viel op dat de CC module in niet bloeiende planten een MEAPL motief bevat, daar waar die van bloeiende planten een MADA motief hebben. Van het MADA motief is bekent dat deze essentieel is voor een functioneel NLR eiwit. Het MEAPL motief bleek dit ook te zijn. Veranderde de onderzoekers dit motief iets, dan werkte het resulterende NLR eiwit niet meer. Daarnaast behield het NLR eiwit z’n functionaliteit bij verwisseling van het MEAPL motief voor het MADA motief.
NLR immuun receptoren waren dus al lang voor het ontstaan van bloeiende planten aanwezig. Waarschijnlijk bijdragend aan de immuniteit van planten. De grote verscheidenheid aan NLR immuun receptoren illustreert dat dit op veel manieren kan. Zelfs dezelfde functionaliteit kan op meerder manieren verkregen zijn, zoals de CC module illustreert. Beter kennis over hoe de nog niet zo bekende NLR modules werken kan op den duur bijdragen aan betere immuniteit van gewassen.
Literatuur
Khong-Sam Chia, Jiorgos Kourelis, Albin Teulet, Martin Vickers, Toshiyuki Sakai, Joseph F Walker, Sebastian Schornack, Sophien Kamoun, Philip Carella, The N-terminal domains of NLR immune receptors exhibit structural and functional similarities across divergent plant lineages, The Plant Cell, 2024;, koae113, https://doi.org/10.1093/plcell/koae113
Plant en Zo 