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Bakterielle Infektionen

Was wir in der Abwehr gegen mikrobielle Infektionen von Pflanzen lernen können

In einer aktuellen Studie von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) sowie der Nanyang Technological University in Singapur wurde ein neuer Mechanismus entdeckt, den Pflanzen im Kampf gegen mikrobielle Infektionen einsetzen. In früheren Studien konnte bereits gezeigt werden, dass der Abbau von NAD(Nicotinamidadenindinukleotid), einem zellulären Cofactor, Immunproteine aktiviert. Das Resultat ist eine Reaktion, die infizierte Pflanzenzellen tötet, um die Pflanze zu schützen. Dieser Mechanismus ist essenziell, jedoch allein nicht ausreichend, um eine Pflanze vor eindringenden Mikroben zu schützen.

Das Vorhandensein eines weiteren Mechanismus liegt nahe…Genau diesen Mechanismus haben Forscher nun entdeckt. Lesen Sie nachfolgend wie er hilft die Pflanze vor einer mikrobiellen Infektion zu bewahren.

Wie funktioniert der neu entdeckte Abwehrmechanismus bei Pflanzen?

In der gemeinsamen Forschungsarbeit der Wissenschaftler des MPIPZ sowie der Nanyang Technological University in Singapur wurde eine Familie von bi-funktionalen Immun-Rezeptor-Proteinen identifiziert, die durch die Anwesenheit einer Domäne namens TIR  (Toll-Interleukin-1-Rezeptor) charakterisiert ist.

Diese Immun-Rezeptor-Protein-Familie hydrolisiert nicht nur NAD+, sondern bindet und spaltet doppelsträngige RNA oder DNA, um cyklische Nukleotide zu synthetisieren.

Die Kombination dieser beiden katalytischen Aktivitäten erlaubt es diesen Immun-Rezeptor-Proteinen den programmierten Zelltod und Immunsignalwege von Pflanzen zu kontrollieren und dadurch mikrobielle Infektionen zu bekämpfen.

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Ausblick

Die Arbeit der Wissenschaftler vom MPIPZ in Köln und der Nanyang Technological University in Singapur zeigt einen wichtigen neuen Ansatz im Kampf gegen mikrobielle Infektionen von Pflanzen auf.

Zukünftig wird es darauf ankommen die Ziele der durch Spaltung entstehenden cyklischen Nukleotide zu identifizieren. Dieses Wissen kann dazu genutzt werden, Pflanzen resistenter gegen schädliche Mikroben zu machen und somit die Lebensmittelsicherheit zu erhöhen.

Quellen und weiterführende Literatur

  • TIR domains of plant immune receptors are 2′,3′-cAMP/cGMP synthetases mediating cell death . [Yu et al., Cell, 2022] Link

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