Logo bio-infomedia.ro

Virus care își protejează gazda în funcție de vreme

Varză infectată
Foto: MICHAL MANAS/WIKIMEDIA COMMONS
  • Printr-un studiu recent, oamenii de știință au descoperit că un virus care produce boala mozaicului la diferite plante din familia verzei aduce beneficii plantelor, sporind rezistenșa acestora la secetă.
  • Virusul produce modificări în transcripția genelor care sunt implicate în funcționarea ritmului circadian al gazdei, astfel încât plantele să piardă mai puțină umiditate.

Printr-o descoperire fascinantă, un virus larg răspândit, care, de obicei, afectează plantele din familia verzei, cum ar fi broccoli sau conopida, pare a oferi beneficii gazdei în perioade de criză.

În timpul perioadelor de secetă, cercetătorii au descoperit că virusul mozaicului napilor se transformă dintr-un impediment într-un ajutor, modificând ritmul circadian al gazdei pentru ca planta să piardă mai puțină umiditate.

În cadrul studiului, atunci când specia de buruiană sălbatică Arabidopsis thaliana a fost infectată cu o anumită variantă a virusului, cercetătorii au descoperit că planta a fost cu 25% mai predispusă să supraviețuiască stresului dat de lipsa apei.

În condiții normale, virusul se comportă ca un agent patogen clasic, omorând plantele, a declarat virusologul Santiago Elena Fito, conducătorului Institutului pentru Biologie Integratoare (I2SysBio). Însă, plantele infectate care au fost supuse unor condiții de secetă au supraviețuit.

Pentru a înțelege ce sau cine este responsabil de aceste schimbări, cercetătorii au infectat plante sănătoase cu variante ale virusului care fie au evoluat în condiții de secetă, fie în condiții de precipitații abundente. Plantele infectate fie au fost udate normal, fie au fost supuse lipsei de apă.

Acele variante ale virusului care au evoluat în condiții normale au continuat să îmbolnăvească plantele. Însă acele variante care au evoluat în condiții de secetă au arătat mai multă milă, chiar și atunci când gazdele lor au fost udate corespunzător.

Aceste descoperiri sugerează că virusurile evoluate în condiții de secetă produc anumite modificări în transcripția genelor gazdei pentru a o ajuta să supraviețuiască. De fapt, autorii au descoperit că plantele infectate cu aceste variante ale virusului prezentau modificări genetice legate de ritmul lor circadian, care pot influența modul în care plantele utilizează apa.

Într-o lume aflată într-o permanentă încălzire, în care secetele mai frecvente și de durată mai lungă amenință recoltele, astfel de cunoștințe pot fi extraordinar de folositoare.

Studiile anterioare au arătat că unele virusuri pot produce îmbolnăvirea plantelor cultivate, par a nu afecta în același fel plantele sălbatice. Oamenii de știință cred că aceasta se întâmplă deoarece relațiile gazdă-virus se încadrează într-un spectru de la patogeneză (sau boală) până la mutualism (în care fiecare are beneficii). Iar anumite condiții de mediu pot modela comportamentul virusului într-una dintre aceste direcții.

În anul 2008, cercetătorii au observat câteva virusuri ale mozaicului care păreau a îmbunătăți toleranța plantelor la stres, stimulându-le producția de antioxidanți și apă.

În anul 2013, un alt studiu a arătat că seceta și căldura pot schimba căile de semnalizare din virusul mozaicului napilor, deși s-a crezut că aceasta reduce răspunsul plantei la căldură, nu îl îmbunătățește.

Autorii susțin că studiul lor este primul care arată că mediul înconjurător poate influența direct relația dintre virus și gazda sa, schimbându-i cursul de la patogeneză la mutualism într-un singur ciclu biologic. S-a observat anterior că un virus poate conferi toleranță la secetă gazdei sale, au scris autorii, însă, după cunoștințele noastre, aceasta este prima dată când a fost studiat modul în care stresul abiotic modelează evoluția interacțiunii gazdă-virus.

În fața unei amenințări non-biologice, studiul sugerează că unele plante își pot ajusta metabolismul și expresia genelor, inducând modificări care pot, la rândul lor, să influențeze rezultatul infecției virale.

În esență, virusurile care au evoluat în plantele aflate în codiții de secetă au învățat să nu-și lovească gazdele când acestea se află deja jos.

Informațiile noastre sugerează că adaptarea virusului în condiții de secetă duce la o modificare distinctivă în transcriptomul gazdei, au scris autorii. Compararea expresiei genelor din plantele infectate cu virusul standard și cu cel evoluat în condiții de secetă a arătat că majoritatea modificărilor din expresia genetică au loc în condiții de secetă.

Cu alte cuvinte, acest tip de infecție virală poate modifica toleranța la secetă a plantei Arabidopsis thaliana, permițând supraviețuirea gazdei și, implicit, a virusului însuși. Acesta este motivul care permite infecției să se răspândească chiar și în condiții de stres.

Mecanismul utilizat de virusuri pentru a induce toleranța la secetă probabil că nu este universal și diferă chiar și în cadrul aceleași specii. Iar dacă am putea învăța cum să transformăm acești viruși obișnuite din agenți patogeni în parteneri, ne-am putea pregăti culturile pentru zilele secetoase din viitor.

Studiul a fost publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

Source Sursa: www.sciencealert.com
Text: Carly Cassella



Din aceeași categorie

Cum ne modelează virusurile lumea

28 ianuarie 2021 | Virusuri