Un resistosoma de trigo define los principios comunes de los canales de los receptores inmunes

Área de la Ciencia:

• Inmunidad vegetal
• Mecanismos moleculares de defensa de las plantas
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• Los receptores de repetición ricos en leucina que se unen a los nucleótidos intracelulares de las plantas (NLR) son cruciales para detectar efectores patógenos e iniciar respuestas inmunes.
• El dominio en espiral de Arabidopsis thaliana que contiene NLR (CNL) ZAR1 forma un resistosoma, un canal de calcio esencial para la inmunidad, tras el reconocimiento indirecto del efector.
• No se comprende bien la conservación de la formación de resistosomas y la actividad de los canales en diferentes CNL de plantas.

Objetivo del estudio:

• Investigar la estructura y la función del CNL Sr35 de trigo en conjunto con su efector AvrSr35.
• Determinar si la formación de resistosomas y la actividad de los canales se conservan entre las LNC vegetales.
• Explorar el potencial de la ingeniería basada en la estructura de las LNR para la mejora de los cultivos.

Principales métodos:

• Microscopía criolectrónica para determinar la estructura del complejo Sr35-AvrSr35 del trigo (resistosoma Sr35).
• Mediciones electrofisiológicas para evaluar la actividad del canal del resistosoma Sr35.
• Generación y ensayo de variantes NLR de trigo y cebada modificados.

Principales resultados:

• Se determinó la estructura cryo-EM del complejo pentamérico Sr35-AvrSr35 (resistosoma Sr35), revelando la unión directa del efector con Sr35.
• Se encontraron similitudes estructurales entre los resistosomas de trigo Sr35 y Arabidopsis ZAR1, incluido un grupo de arginina conservado y la interacción del motivo "EDVID".
• El resistosoma Sr35 demostró una actividad no selectiva del canal catiónico.
• Se generaron variantes NLR de ingeniería en trigo y cebada que reconocen AvrSr35.

Conclusiones:

• Los resistosomas CNL se conservan evolutivamente en las plantas, como lo demuestran las similitudes estructurales y funcionales entre el trigo Sr35 y la Arabidopsis ZAR1.
• El resistosoma Sr35 funciona como un canal catiónico, similar al ZAR1.
• La ingeniería basada en la estructura de los NLR es prometedora para mejorar la resistencia de los cultivos a las enfermedades.