Während der Begriff Zelltod auf den ersten Blick Konnotationen eines unerwünschten Prozesses hervorrufen mag, ist es eigentlich bekannt, dass der Zelltod ein wichtiger Teil des Wachstums und der Entwicklung vieler Organismen, einschließlich in Pflanzen, ist. Der absichtliche Zelltod ist als programmierter Zelltod bekannt, der ein Überbegriff für eine Vielzahl von Arten des Zelltods ist, die durch verschiedene molekulare Prozesse untermauert werden. In ihrer jüngsten Veröffentlichung in New Phytologist, Qing Shen und Kollegen aus Singapur und China zeigen, dass an Eine eisenabhängige Form des programmierten Zelltods ist für den Infektionsprozess des wichtigsten Pflanzenpathogens Reisbrand erforderlich. Die Maximierung unseres Verständnisses des Infektionsprozesses bei Reisbrand wird der Schlüssel sein, um neue Wege zur Bekämpfung dieser großen Pflanzenkrankheit in einer Welt zu finden, die sehr von ihrem Ziel abhängig ist.

Reisbrand ist eine schwere Krankheit von, Sie haben es erraten, Reis und wird durch den Pilz verursacht Magnaporthe oryzae. Seine Verwandten in der Magnaporthe Gattung verursacht Krankheiten bei anderen Gräsern, aber die Reisbräune ist ein solches Problem, dass es sogar eine eigene internationale Konferenz gibt. Die Menge an Reis, die es zerstört, wird auf 10-30 % der Reismenge geschätzt, die jedes Jahr weltweit geerntet wird, ein enormer Verlust eines der wichtigsten Getreide der Welt. Als Teil des Infektionsprozesses M. oryzae bildet eine als Appressorium bekannte Struktur, die einen hohen Aufbau von Turgordruck nutzt, um durch die Kutikula von Reispflanzen zu dringen und in die Pflanzenzellen einzudringen. Es wurde berichtet, dass Zellen, die das Appressorium umgeben, während der Entwicklung des Appressoriums scheinbar einem programmierten Zelltod unterliegen. Shen und Kollegen finden heraus, dass dieser programmierte Zelltod ein spezifischer Typ namens Ferroptose ist, der, wie der Name schon sagt, eisenabhängig ist. Sie haben dies herausgefunden, indem sie den Reisbrandpilz mit einem Eisenchelator (einem Molekül, das Eisen sequestriert) behandelt haben und festgestellt haben, dass der Zelltod um das Appressorium herum dadurch reduziert wird. Mehrere andere Ergebnisse bestätigen weiter, dass es sich um Ferroptose handelt, einschließlich der Tatsache, dass die Zugabe einer Eisenquelle den Zelltod um das Reisbrand-Apressorium herum fördert.

Die Hemmung der Ferroptose im Pilz verzögert das Eindringen und das Wachstum des Pilzes in den Reispflanzenwirt erheblich, was darauf hinweist, dass dieser programmierte Zelltod für die ordnungsgemäße Funktion des Appressoriums erforderlich ist. Die Anwendung von überschüssigem Eisen auf den Pilz förderte dagegen das Wachstum invasiver Strukturen nach dem Eindringen. Interessanterweise haben kürzlich auch andere Wissenschaftler die Ferroptose mit Abwehrmechanismen in Verbindung gebracht, die gegen Reispflanzen eingesetzt werden M. oryzae, von denen der programmierte Zelltod ein bekannter Bestandteil ist. Daran anknüpfend fanden Shen und Kollegen auch heraus, dass die Förderung der Ferroptose in den Wirtsreispflanzen die Ausbreitung des Pilzes um die Penetrationsstelle verringerte. Der eisenabhängige Zelltod ist daher sowohl für den Reisbrandpilz für seinen Infektionsprozess als auch für Reispflanzen zur Abwehr dieses Pilzes wichtig.

Dies ist ein gutes Beispiel dafür, wie derselbe biologische Prozess in verschiedenen Organismen für völlig unterschiedliche Zwecke genutzt werden kann, in diesem Fall sogar in zwei Organismen, die zufällig miteinander interagieren. Je besser wir verstehen, wie die Reisbräune und ähnliche Krankheitserreger Pflanzen infizieren und wie Pflanzen sich dagegen wehren können, desto mehr können wir tun, um die Auswirkungen auf die globale Landwirtschaft zu verringern. Dies ist besonders wichtig in einer Zeit, in der die Weltbevölkerung rasant auf acht Milliarden anwächst.