Vědci poprvé zachytili imunitní reakci rostlin v přímém přenosu

Poprvé v historii se podařilo sledovat, jak rostliny v reálném čase aktivují svou obranu proti chorobám. Umožnil to unikátní proteinový senzor, který vyvinuly vědecké týmy z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR (ÚEB AV ČR) ve spolupráci s odborníky z Velké Británie, Německa a Srí Lanky.

Objev, publikovaný v prestižním časopise Science, přináší nový pohled na kyselinu salicylovou, klíčový imunitní hormon rostlin, a otevírá nové možnosti pro zemědělství i medicínu.

Senzor vidí rostlinnou imunitu

Tým vedený Alexanderem Jonesem z Univerzity v Cambridge vytvořil proteinový biosenzor SalicS1, který mění fluorescenci podle množství kyseliny salicylové v buňce. Když rostlina zvýší hladinu tohoto hormonu, senzor doslova „začne svítit jinak“. Nový nástroj ověřoval tým Laboratoře patofyziologie rostlin ÚEB AV ČR, který testoval jeho funkci při napadení rostlin bakteriemi, mikroskopickými houbami i mšicemi. „Vidět imunitní reakci rostliny v přímém přenosu jsme si ještě před pár lety neuměli představit. Bylo to možné díky propojení různých vědeckých přístupů a zkušeností z více zemí,“ vysvětluje Lenka Burketová, vedoucí laboratoře ÚEB AV ČR. Podle vědkyně Tetiany Kalachové, jedné z autorek studie, bylo fascinující sledovat, jak se vlna imunitního signálu šíří z místa napadení do okolních pletiv. „Získáváme tak unikátní pohled na to, jak rostliny vyvažují obranu a růst. To může pomoci při šlechtění odolnějších plodin,“ dodává.

Přesnější než chemické analýzy

„Pro běžné stanovení kyseliny salicylové jsme dříve potřebovali vzorky listů o velikosti několika centimetrů. Se senzorem jsme nyní na úrovni tisícin milimetru, takže máme mnohem detailnější představu o tom, co se v rostlině skutečně děje,“ doplňuje Hana Leontovyčová, další z autorek článku. Kyselina salicylová přitom neřídí jen okamžitou obranu, ale i tzv. systémovou rezistenci – dlouhodobý stav, který pomáhá rostlinám bránit se při opakovaných napadeních. Lepší pochopení tohoto mechanismu může přispět k vyšlechtění plodin s přirozenou odolností, a tím omezit potřebu chemické ochrany.

Přesah i mimo rostlinnou říši

Protože kyselina salicylová je přírodní předchůdce aspirinu, chtějí vědci z Cambridge využít variantu senzoru také ke zkoumání metabolismu aspirinu v lidských buňkách. Tento přístup by mohl přinést nové poznatky v léčbě zánětů, srdečních a neurodegenerativních onemocnění. Ústav experimentální botaniky AV ČR patří mezi přední evropská pracoviště v oblasti rostlinné biologie a fyziologie. Zabývá se výzkumem růstu, vývoje a obrany rostlin vůči stresovým faktorům, spolupracuje s univerzitami i průmyslovými partnery a přináší poznatky využitelné v moderním zemědělství, biotechnologiích i ochraně životního prostředí.

Zdroj: AVČR*