感染するよりは切断された方が良い: これが植物の免疫システムの仕組みです

哺乳類として、私たちは免疫システムを非常に誇りに思っています。これには十分な理由があります。それは、比類のない精度を備えたマシンであり、私たちが毎日受けている何百万もの攻撃にもかかわらず、私たちを生かし続けることができるからです。しかし、もし私たちが「それほど特別ではない」、つまり、この種の防御力を持っているのは私たちだけではないと知ったとしても、私たちはまだ自分自身をそれほど誇りに思うでしょうか？確かに、おそらく私たちが知っている最も奇妙な生き物である植物（私たちはそれについて考えたこともありませんが）も独自の免疫システムを持っています。それが仕組みです。

植物が黒くなると…

私たちは傷を負うと出血します。感染すると腫れてかゆみや痛みが生じます。これは、私たちの免疫システムが全力を尽くして侵入者を攻撃していることを意味します。それは植物でも起こりますが、同じ方法ではありません。

哺乳類とは異なり、植物には感染を記憶する役割を担う適応免疫系が欠如しており、いわゆる自然免疫のみに依存しています。植物が感染性細菌に攻撃されると、植物は危険にさらされた細胞を即座に攻撃します。このようにして、潜在的な宿主を「殺します」。

これは一種の焦土政策であり、バクテリアも何も成長しません。結局のところ、広範囲にわたる感染症を取り除くよりも、新しい葉や茎の一部を育てる方が植物にとってはコストがかからないのです。したがって、植物の茶色、茶色、または黒色の部分を見るとき、私たちが見ているのは、植物の免疫システムが完全に機能していることです。

そして、植物はどのようにして自分が攻撃されていることを知るのでしょうか?植物防御の第一線は、微生物間で「高度に保存されている」と我々が表現し、さらに植物自体には存在しない分子を認識することに基づいています。

これらのタンパク質の検出は、植物細胞の原形質膜に見られる他の認識タンパク質の存在によるものです。興味深いことに、これらと同じ特殊な分子は、哺乳類が感染症を検出するために使用するものであり、白血球を活動に「呼び出す」ものです。

もちろん、この反応は微生物が増殖し始める前に感染を阻止しますが、それは防御に「適応」していない細菌に対してのみ機能します。そして、この適応メカニズムは植物の免疫システムに対してどのように作用するのでしょうか?

細菌の欺瞞

細菌も何百万年もかけて、植物の免疫機構に対する独自の防御システムを発達させてきました。したがって、感染している細胞に注入する一連のタンパク質を使用できるものもあります。

これらは、アセチル化、つまり植物が認識できないようにするアセチル「尾」を付けることによって、細胞の疑いを引き起こす「免疫」分子をなんとか隠します。

植物の防御手段に対抗するこのメカニズムは、最近ソーク研究所の研究者グループによって発見されました。彼らはタバコ植物を使って、防御関連酵素であるSOBER1と、植物に一般的に感染する細菌（ザントモナス）の毒素がどのように作用するかを研究しました。 、AvrBsTとして知られています。

この研究の最も驚くべき点の1つは、アセチル化に対抗する役割を担う酵素SOBER1（細菌が植物の免疫系から身を守るために使用するものであることを私たちは覚えています）が、がん代謝に関連する別の酵素と分子的に類似していることです。人間。

植物の「抗体」

しかし、植物界には、攻撃に対する防御手段として植物が自殺するシステムがあるだけではありません。植物には、病原体に対して準備された特別な化学物質もあります。この例はフィトアレキシンです。

これらの化合物は感染後に高濃度に蓄積します。それらは攻撃された場合にのみ合成され、「攻撃」が始まったローカルエリアに非常に迅速に現れます。これらの物質は非常に多様であり、すべての植物がそれらを合成するわけではありません。そうするために、プラントは主要リソースの一部をリダイレクトして攻撃から身を守ります。

このメカニズムは非常に一般的で、非常に効果的に機能しますが、その効果を打ち消す細菌や真菌も存在します。しかし、植物にはフィトアレキシンに加えて、別の防御手段があります。これは基本的な障壁であるかのように機能し、フィトアレキシンよりも性質がさらに多様な二次代謝産物で構成されています。

その機能は非常に多様です。このように、二次代謝産物は細菌に対して作用するだけでなく、危険な胞子の発芽を阻止したり、捕食者となる可能性のある者に毒を与えたり、さまざまな寄生虫を攻撃したりするのにも役立ちます。これら 3 つの防御線とその組み合わせが、植物が身を守る方法です。

「高等」動物とは異なり、植物には感染を記憶できる免疫システムがありません。それどころか、彼らは何百万年もの間感染症を記憶しており、防御装備にますます多くのツールを追加しています。そして、これを獲得するのは少し遅いかもしれませんが、すべてが、それが誇り高き哺乳類の洗練された免疫システムと同じくらい効果的であることを示しています。