Иммунная система растений: часть первая
В отличие от млекопитающих, у растений нет подвижных лейкоцитов, которые борются с болезнями. Это означает, что клетки большинства растений должны обладать способностью напрямую распознавать патогены и защищаться от них. Мы сосредоточимся на том, что происходит, когда бактериям, грибам и вирусам удается преодолеть внешнюю защиту растения и проникнуть в растительную клетку. Ниже мы обсудим два уровня защиты растений, используемые для нейтрализации вторгающихся патогенов. Следите за обновлениями на следующих «Научных пятницах», где мы более подробно обсудим иммунные реакции растений.
1-го уровня:
За время эволюции растений были созданы подробные базы данных по многим конкретным возбудителям болезней. Эти данные находятся в ДНК растений и используются для транскрипции рецепторов, которые могут идентифицировать конкретные типы патогенов. Растение стратегически размещает эти рецепторы на периферии клеток растения. Когда патогенные микроорганизмы пытаются проникнуть в растительную клетку, рецептор распознает патоген и помечает его молекулярным маркером. Эти маркеры представляют собой сигнальный каскад, который предупреждает соседние клетки о неизбежности вторжения. Предупрежденные растительные клетки активизируют выработку защитных соединений, чего обычно достаточно, чтобы остановить бактериальные инфекции.
Уровень 2:
Патогены также эволюционировали с течением времени, чтобы справиться с защитой растений. Некоторые штаммы бактерий и грибов производят эффекторные белки, которые могут проникать в растительные клетки и блокировать или мешать способности этих растений передавать сигналы другим растениям или вырабатывать защитные соединения. Однако гонка вооружений еще не окончена. Растения научились распознавать специфические эффекторные белки патогена. Когда растение обнаруживает эффекторные белки, оно становится полностью ядерным. Синтезируются R-белки, которые включают функцию саморазрушения растительных клеток. Высвобождается огромное количество активных форм кислорода, которые убивают как пораженные растительные клетки, так и вторгшиеся бактерии. Таким образом, инфекция сдерживается и не может распространиться по всему телу растения.