Einzelsträngige DNA-Oligodesoxynukleotide (ssODNs) sind Moleküle, die an der Immunantwort von Säugetieren beteiligt sind. Eine Studie von Laila Toum und Kollegen, veröffentlicht in Annals of Botany findet das ssODNs können auch einen Schutz gegen Pflanzenpathogene bewirken. Das Team fand ssODNs aktivierte Abwehrgene in Arabidopsis thaliana.

Da Nukleinsäuren in allen Bereichen des Lebens vorkommen, ist es keine Überraschung, dass Organismen Werkzeuge haben, um sie zu erkennen. Dabei handelt es sich entweder um mikrobessoziierte molekulare Muster (MAMPs) oder um schadensassoziierte molekulare Muster (DAMPs). Es wurde viel über die Immunität von Säugetieren gearbeitet, zweifellos weil Menschen Säugetiere sind. Die Pflanzenimmunität wird jedoch auch durch DNA und RNA aktiviert.

„Während die immunstimulierende Wirkung von einzelsträngiger DNA (ssDNA) bei Säugetieren gut charakterisiert wurde, wurde sie bei Pflanzen nicht untersucht“, schreiben Toum und Kollegen in ihrem Artikel. „In dieser Arbeit fanden wir heraus, dass die ssODNs IMT504 und 2006, von denen zuvor gezeigt wurde, dass sie die Immunität in Säugetierzellen aktivieren, A. thaliana vor Botrytis cinerea und Pst DC3000 schützen können, aber nicht vor dem Kreuzblütler-infizierenden Tabakmosaikvirus (TMV-Cg).“

Arabidopsis thaliana, Felsenkresse, ist eine Pflanze aus der gleichen Familie wie Kohlgemüse wie Kohl oder Rüben. Es ist als Modellorganismus sehr gut untersucht, was dabei hilft, zu erkennen, wenn etwas Ungewöhnliches in den Zellen passiert.

Induktion der Immunität bei A. thaliana von IMT504 und 2006 weist Ähnlichkeiten mit dem auf, das durch andere MAMPs, wie Flagellin, hervorgerufen wird, da beide ssODNs den Verschluss der Stomata förderten, die Wurzelverlängerung hemmten und die Transkription von Abwehrgenen induzierten. Die drei Antworten wurden reduziert back1-5 und bak1-5/bkk1 Mutanten, bei denen Co-Rezeptoren betroffen sind, die an der Wahrnehmung verschiedener Auslöser der Pflanzenabwehr beteiligt sind.“

Die Autoren geben an, dass es zwar einige Ähnlichkeiten zwischen ssODNs und anderen MAMPs gibt, sich die Signalisierung jedoch nicht vollständig überschneidet. Dies bedeutet, dass die ssODNs Chemikalien auf etwas andere Weise verwenden könnten, um Infektionssignale durch die Pflanze zu senden.

„Die Verwendung synthetischer Oligonukleotide könnte den Mechanismus der Stimulierung der Immunität durch DNA beleuchten, was ein vielversprechendes Instrument für den Pflanzenschutz und die Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten sein könnte“, schlussfolgern Toum und seine Kollegen.