Pflanzen nutzen Rezeptorproteine ​​auf der Oberfläche ihrer Zellen, um Gefahrensignale von Krankheitserregern zu erkennen. Ein Papier kürzlich veröffentlicht von Li, Wang und Mou in Pflanzenphysiologie diskutiert neuere Arbeiten, die zeigen, dass Pflanzen Signale von geschädigten Zellen auf ähnliche Weise wahrnehmen. So wie Krankheitserreger anhand von mit Krankheitserregern assoziierten molekularen Mustern (PAMPs) erkannt werden, werden auch Schäden durch ähnliche Chemikalien, schadensassoziierte molekulare Muster (DAMPs) erkannt.

„In den letzten Jahren hat sich eine große und überzeugende Menge an Beweisen angesammelt, die eine wichtige Rolle von DAMPs bei pflanzlichen Immunantworten unterstützen“, schreiben Li und Kollegen in ihrem Artikel. „Trotzdem muss die Identität von DAMPs in Pflanzen noch eindeutig definiert werden.“

Die Botaniker argumentieren, dass es im Großen und Ganzen zwei Arten von DAMP gibt, die als primäre und sekundäre DAMPs bezeichnet werden. Die primären DAMPs sind die Arten von Molekülen, die produziert werden, wenn Zellstrukturen zusammenbrechen. Pflanzen haben die Fähigkeit entwickelt, Zelltrümmer zu erkennen. Die sekundären DAMPs werden aktiv von beschädigten Zellen als Warnung für andere Zellen in der Pflanze erzeugt.

Ein Problem, das die Autoren diskutieren, ist, dass einige DAMPs anscheinend von Zellen freigesetzt werden, die nicht sterben. Diese Veröffentlichung würde dem Gefahrenmodell zuwiderlaufen, in dem PAMPs und DAMPs interpretiert werden, aber sie sagen, dass die Situation aus mehreren Gründen kompliziert sein könnte.

„Erstens können einige DAMPs in Pflanzen doppelte Funktionen spielen. Zum Beispiel, wie bei Tieren, wirkt eATP in Pflanzen nicht nur als DAMP bei der Wundreaktion, sondern spielt auch eine wichtige Rolle bei Wachstum Smartgeräte App„Das konstitutive eATP und das aktiv freigesetzte ATP könnten für die Zelllebensfähigkeit von entscheidender Bedeutung sein“, schreiben die Autoren. und Wachstum Änderungen. Zweitens ist die aktiv freigesetzte Menge an DAMPs möglicherweise nicht ausreichend für die Immunaktivierung. Beispielsweise beträgt die Konzentration von eATP als Reaktion auf Kältestress (4 °C für 7 Tage) im extrazellulären Wurzelmedium von sieben Tage alten Arabidopsis-Keimlingen ~8 nM, während die in der Flüssigkeit, die an den Stellen von freigesetzt wird physikalisch Verletzung beträgt ~40 μM. Die eATP-Konzentration unter Kältestress ist wahrscheinlich zu niedrig, um den eATP-Rezeptor DORN1 (Kd, ~46 nM) zu aktivieren Wundreaktion. Diese Ergebnisse legen nahe, dass DAMPs Immunantworten in einer konzentrationsabhängigen Weise induzieren können oder dass es einen Schwellenwert geben kann, unterhalb dessen DAMPs keine Immunantwort aktivieren. Und drittens, da Pflanzen spezialisierte Immunzellen und adaptive Immunität fehlen, kann eine zellautonome Immunität eine Rolle spielen eine wichtigere Rolle bei Pflanzen als bei Tieren. Pflanzen könnten daher Mechanismen entwickelt haben, um aktiv große Mengen an DAMPs zur Aktivierung der zellautonomen Immunität freizusetzen. Offensichtlich sind weitere Untersuchungen erforderlich, um festzustellen, ob ausreichend DAMPs in Abwesenheit von Zelltod für die Immunaktivierung in Pflanzen freigesetzt werden können.“

Der Lohn für das Verständnis, wie Pflanzen Schäden wahrnehmen, könnten gesündere Ökosysteme sein. „Es wird erwartet, dass ein tieferes Verständnis der pflanzlichen DAMPs und des pflanzlichen Immunsystems wesentlich dazu beitragen könnte, neue Strategien zur Züchtung von Pflanzensorten mit erhöhter Resistenz gegen Krankheitserreger und/oder Pflanzenfresser zu entwickeln“, schlussfolgern Li und Kollegen. Während also die Biologie molekular ist, ist die Bedeutung planetarisch.