Các nhà nghiên cứu đã phát hiện thực vật đã tiến hóa một cách độc lập. Và chúng có một họ protein miễn dịch rất giống động vật. Bài Hệ miễn dịch động thực vật: nét tương đồng đáng kinh ngạc trình hiện vấn đề này.
Hệ miễn dịch động thực vật: nét tương đồng đáng kinh ngạc
1. Giới thiệu
Ý tưởng
Mặc dù khác biệt nhau về
- sinh lý,
- môi trường sống,
- và nhu cầu dinh dưỡng,
thực vật và động vật phải đối mặt với một vấn đề tồn tại chung: làm thế nào để bảo vệ bản thân khỏi các vi sinh vật có hại. Nhiều bằng chứng cho thấy thực vật và động vật đã tiến hóa một cách độc lập. Và các thụ thể
- có cách cảm nhận các phân tử mầm bệnh tương tự,
- và thiết lập các phản ứng miễn dịch bẩm sinh thích hợp.
Xu hướng
Hiện nay, trong một nghiên cứu hệ miễn dịch động thực vật vừa được công bố trên tạp chí Cell Host & Microbe, chủ nhiệm Takaki Maekawa, các đồng tác giả Lisa K. Mahdi, Menghang Huang, Xiaoxiao Zhang và các đồng nghiệp đã phát hiện
- thực vật đã tiến hóa có một họ protein tương đồng protein giống miền kinase dòng hỗn hợp (MLKLs ),
- chúng kích hoạt tế bào chết ở động vật có xương sống như một phần của phản ứng miễn dịch.
Ý nghĩa
Trong việc khám phá và mô tả đặc điểm của một họ protein miễn dịch thực vật mới quan trọng,
- nghiên cứu của các tác giả,
- và cách hợp tác của các nhà nghiên cứu MPIPZ là Paul Schulze-Lefert, Jane Parker và Jijie Chai,
- cung cấp những hiểu biết mới hấp dẫn về cách thực vật tự bảo vệ mình khỏi những kẻ ngoại lai.
2. Nghiên cứu cơ chế hoạt động của hệ miễn dịch động thực vật
Đặc trưng
Các tế bào chết được điều chỉnh thường đi kèm khả năng miễn dịch chống lại nhiễm trùng ở thực vật, động vật và nấm. Một lý thuyết phổ biến cho rằng phản ứng chết của tế bào khu trú cao giúp hạn chế nghiêm ngặt sự lây lan của nhiễm trùng. Mặc dù bắt đầu từ các nguồn độc lập, phản ứng được chia sẻ này dường như cũng liên quan đến các bộ máy giống nhau:
- nhiều protein liên quan đến quá trình chết tế bào ở các giới khác nhau
- chứa cái gọi là miền HeLo,
- cấu trúc bó này được tạo thành từ bốn vòng xoắn, gây kháng và chết tế bào
- bằng cách làm xáo trộn tính toàn vẹn của màng tế bào hoặc hình thành các kênh ion.
Dựa trên
- những điểm tương đồng giữa hệ miễn dịch động thực vật,
- và vai trò quan trọng của vùng HeLo trong quá trình chết tế bào,
Maekawa đã đưa ra giả thuyết thực vật cũng có thể chứa các protein khác có vùng HeLo. Nhờ phân tích cấu trúc và định dạng sinh học, ông và nhóm của mình đã
- phát hiện ra một họ protein mới chứa miền HeLo
- được chia sẻ rộng rãi giữa các loài thực vật khác nhau,
- cho thấy chúng rất quan trọng đối với sinh lý thực vật.
Maekawa gọi là MLKL protein thực vật. Và để có những nghiên cứu sâu hơn, ông tập trung vào MLKL được biểu hiện trên cây mô hình Arabidopsis thaliana. Ông và nhóm của mình đã
- phân lập các protein MLKL từ A. thaliana,
- xác định các MLKL nguồn thực vật sở hữu cấu trúc protein tổng thể giống các loài động vật có xương sống,
- và cũng tập hợp thành cấu trúc tetramer, có khả năng bị ức chế tự động, khi chúng không hoạt động.
Điều quan trọng các MLKL nguồn thực vật cũng đóng một vai trò trong khả năng miễn dịch. Vì thực vật
- chứa các gen mã hóa protein bị đột biến,
- và do đó kích hoạt chức năng kháng nhiễm mầm bệnh.
3. Kết luận
Việc điều tra sâu hơn cho thấy những điểm tương đồng của hệ miễn dịch động thực vật. MLKL của động vật có xương sống. MLKL thực vật cũng được vận chuyển đến màng tế bào như một phần chức năng của chúng. Và việc kích hoạt các protein này dẫn đến chết tế bào. Giờ đây, Maekawa đặt mục tiêu khám phá các chi tiết phân tử cơ bản chức năng của MLKL thực vật trong khả năng miễn dịch:
Sẽ rất thú vị khi khám phá ra chính xác cách các MLKL được kích hoạt khi nhiễm mầm bệnh. Và cách hoạt hóa này được chuyển thành cơ chế bảo vệ thực vật hiệu quả.