Vatbaarheid voor en resistentie tegen ziekteverwekkers bij plantenVatbaarheid en resistentieAvr) en een planteneiwit dat gecodeerd wordt door een resistentiegen (RResistentie-eiwitten fungeren als moleculaire bewakers van de plant.
Mackay en medewerkers hebben in een publicatie die enige maanden geleden in Cell is verschenen, antwoorden gegeven op een aantal van bovenstaande vragen. Ze bestudeerden het R-eiwit RPM1 (voor Resistentie tegen Pseudomonas syringae pv. maculicola 1) van de modelplant Arabidopsis thaliana (zandraket) en twee Avr-eiwitten (AvrB en AvrRpm1) van de bacterie P. syringae een pathogeen (ziekteverwekker) van A. thaliana. Zij toonden aan dat het R-eiwit (RPM1) een moleculaire bewaker is die verhindert dat de bacterie een ander eiwit, (RIN4, voor RPM1 INteracting protein 4), dat de basale afweer van planten onderdrukt, manipuleert.
Enige voorspellingen over de moleculaire interacties tussen R- en Avr-eiwitten waren reeds gedaan op grond van de aminozuur volgorde en de structuur van beide eiwitten. Avr-eiwitten lijken structureel niet veel op elkaar, maar de meeste R-eiwitten wel. R-eiwitten bevatten domeinen (gebiedjes ) die rijk zijn aan het aminozuur leucine, de zogenaamde leucine-rijke repeats (LRRs). Deze LRRs zijn betrokken bij eiwit-eiwit interacties, en men heeft lang gedacht dat de LRRs van R-eiwitten direct binden aan Avr-eiwitten. Tot op heden is dit echter voor slechts enkele Avr-eiwitten aangetoond. Sommige R-eiwitten zitten in het cytoplasma van de plant, terwijl andere voor het grootste deel aan het celoppervlak zijn gelokaliseerd. Deze lokalisatie is nauw gerelateerd aan de plaats waar de Avr-eiwitten werkzaam zijn en herkend worden. Voor sommige ziekteverwekkers is dat in het cytoplasma van de cel en voor andere is dat juist aan de buitenkant van de cel. Het A. thalianaDe manipulatie van RIN4 alarmeert het moleculaire bewakereiwit RPM1Peronospora parasitica. Dit suggereert dat RIN4 een cruciale functie vervult op het kruispunt van vatbaarheid en resistentie
In vatbare planten waar het resistentiegen RPM1 afwezig is, leidt manipulatie van RIN4 (fosforylering) door Avr-eiwitten tot verdere onderdrukking van de basale afweer zodat de ziekteverwekker de plant kan binnendringen en ziek kan maken. In resistente planten is het resistentiegen RPM1 aanwezig en fungeert het RPM1-eiwit als een bewaker van het RIN4-eiwit (zie boven). Fosforylering van RIN4 wordt onmiddellijk opgemerkt door RPM1 waarna de plant direct een overgevoeligheidsreactie in gang zet die leidt tot resistentie. Dus Mackay en medewerkers hebben aangetoond hoe een R-eiwit en een Avr-eiwit opereren op moleculair en cellulair niveau, daarbij vatbaarheid of resistentie veroorzakend afhankelijk of de bewaker van RIN4, het R-eiwit RPM1, afwezig dan wel aanwezig is.
Avr-eiwitten zijn virulentiefactoren die ziekteverwekkers helpen de plant ziek te makenCladosporium fulvum worden aan de buitenkant van de plantencel herkend waar ook de resistentie-eiwitten zitten. Is de moleculaire bewakerstheorie, zoals beschreven voor RPM1 en RIN4 ook van toepassing op deze ziekteverwekker? Enige ondersteuning voor dit idee komt uit recent onderzoek bij het laboratorium voor Fytopathologie van Wageningen Universiteit en Research Centrum van mw. dr. Rianne Luderer aan het Avr-eiwit, Avr2, van C. fulvum. Voor de inductie van de overgevoeligheidsreactie door het Avr2-eiwit is niet alleen het R-eiwit Cf-2, maar ook het planteneiwit Rcr3 nodig. Rcr3 is waarschijnlijk het virulentietarget dat aangegrepen wordt door Avr2 en dat bewaakt wordt door het Cf-2 eiwit. Wellicht gebruiken resistente planten op grote schaal moleculaire bewakers die ervoor zorgen dat belangrijke planteneiwitten niet door Avr-eiwitten van ziekteverwekkers gemanipuleerd kunnen worden.
Bron:: Pierre de Wit (http://www.natuurinformatie.nl)
Mackay en medewerkers hebben in een publicatie die enige maanden geleden in Cell is verschenen, antwoorden gegeven op een aantal van bovenstaande vragen. Ze bestudeerden het R-eiwit RPM1 (voor Resistentie tegen Pseudomonas syringae pv. maculicola 1) van de modelplant Arabidopsis thaliana (zandraket) en twee Avr-eiwitten (AvrB en AvrRpm1) van de bacterie P. syringae een pathogeen (ziekteverwekker) van A. thaliana. Zij toonden aan dat het R-eiwit (RPM1) een moleculaire bewaker is die verhindert dat de bacterie een ander eiwit, (RIN4, voor RPM1 INteracting protein 4), dat de basale afweer van planten onderdrukt, manipuleert.
Enige voorspellingen over de moleculaire interacties tussen R- en Avr-eiwitten waren reeds gedaan op grond van de aminozuur volgorde en de structuur van beide eiwitten. Avr-eiwitten lijken structureel niet veel op elkaar, maar de meeste R-eiwitten wel. R-eiwitten bevatten domeinen (gebiedjes ) die rijk zijn aan het aminozuur leucine, de zogenaamde leucine-rijke repeats (LRRs). Deze LRRs zijn betrokken bij eiwit-eiwit interacties, en men heeft lang gedacht dat de LRRs van R-eiwitten direct binden aan Avr-eiwitten. Tot op heden is dit echter voor slechts enkele Avr-eiwitten aangetoond. Sommige R-eiwitten zitten in het cytoplasma van de plant, terwijl andere voor het grootste deel aan het celoppervlak zijn gelokaliseerd. Deze lokalisatie is nauw gerelateerd aan de plaats waar de Avr-eiwitten werkzaam zijn en herkend worden. Voor sommige ziekteverwekkers is dat in het cytoplasma van de cel en voor andere is dat juist aan de buitenkant van de cel. Het A. thalianaDe manipulatie van RIN4 alarmeert het moleculaire bewakereiwit RPM1Peronospora parasitica. Dit suggereert dat RIN4 een cruciale functie vervult op het kruispunt van vatbaarheid en resistentie
In vatbare planten waar het resistentiegen RPM1 afwezig is, leidt manipulatie van RIN4 (fosforylering) door Avr-eiwitten tot verdere onderdrukking van de basale afweer zodat de ziekteverwekker de plant kan binnendringen en ziek kan maken. In resistente planten is het resistentiegen RPM1 aanwezig en fungeert het RPM1-eiwit als een bewaker van het RIN4-eiwit (zie boven). Fosforylering van RIN4 wordt onmiddellijk opgemerkt door RPM1 waarna de plant direct een overgevoeligheidsreactie in gang zet die leidt tot resistentie. Dus Mackay en medewerkers hebben aangetoond hoe een R-eiwit en een Avr-eiwit opereren op moleculair en cellulair niveau, daarbij vatbaarheid of resistentie veroorzakend afhankelijk of de bewaker van RIN4, het R-eiwit RPM1, afwezig dan wel aanwezig is.
Avr-eiwitten zijn virulentiefactoren die ziekteverwekkers helpen de plant ziek te makenCladosporium fulvum worden aan de buitenkant van de plantencel herkend waar ook de resistentie-eiwitten zitten. Is de moleculaire bewakerstheorie, zoals beschreven voor RPM1 en RIN4 ook van toepassing op deze ziekteverwekker? Enige ondersteuning voor dit idee komt uit recent onderzoek bij het laboratorium voor Fytopathologie van Wageningen Universiteit en Research Centrum van mw. dr. Rianne Luderer aan het Avr-eiwit, Avr2, van C. fulvum. Voor de inductie van de overgevoeligheidsreactie door het Avr2-eiwit is niet alleen het R-eiwit Cf-2, maar ook het planteneiwit Rcr3 nodig. Rcr3 is waarschijnlijk het virulentietarget dat aangegrepen wordt door Avr2 en dat bewaakt wordt door het Cf-2 eiwit. Wellicht gebruiken resistente planten op grote schaal moleculaire bewakers die ervoor zorgen dat belangrijke planteneiwitten niet door Avr-eiwitten van ziekteverwekkers gemanipuleerd kunnen worden.
Bron:: Pierre de Wit (http://www.natuurinformatie.nl)