Až začnete ničit, zatočím s vámi

Kořeny rostlin jsou neustále vystaveny obrovskému množství v půdě přítomných mikroorganismů, které mají schopnosti si rostliny nevšímat, pomáhat jí svou kolonizací či jí naopak velmi významně škodit. Je stále velkou neznámou, jak to rostliny dělají, že nemají v kořenech neustále spuštěné imunitní reakce. Nový střípek do mozaiky přinesla práce publikovaná v časopise Cell. Autoři zde na buněčné úrovni studovali spuštění imunitních reakcí v huseníčku rolním. K napodobení přítomnosti bakterií nejprve používali ošetření látkami nazývajícími se MAMPs (Microbe-associated molecular patterns), kde nejpoužívanější je 22aminokyselinový peptid flg22, který je součástí bakteriálního bičíku (Vesmír 99, 12, 2020/1). Autoři ukázali, že kořeny ošetřené MAMPs, pokud vůbec vykazují imunitní reakci, tak relativně slabou a velmi lokalizovanou (v kořenové čepičce či v elongační zóně kořene), což souvisí s nízkou expresí receptorů rozpoznávajících MAMPs v kořenech. Současně se ukázalo, že u jednotlivých buněk k reakci dochází v místě vzniku laterálních kořenů. To autory vedlo k domněnce, že by roli ve spuštění imunitních reakcí mohlo hrát poranění (poničení buňky). Tým N. Geldnera zavedl sofistikovaný systém, při kterém byli vědci schopni pomocí laseru poškodit jednotlivé buňky a v přítomnosti MAMPs sledovat reakci. Zřetelně se ukázalo, že buňky v okolí poničené buňky v přítomnosti MAMPs spustily imunitní reakce, což bylo přímo spojeno s faktem, že v okolí poničených buněk došlo k razantnímu zvýšení exprese genů kódujících receptory. Ve studii autoři dále popsali, že toto se nevztahuje jen na použití chemických látek MAMPs, ale i na přítomnost bakterií. Pokud byly kořeny vystaveny bakterii, která neničí přímo kořenové buňky, imunitní reakce se nespouštěla, ale pokud v tomto systému došlo k umělému poničení buněk laserem, tak tyto reakce spustila i přítomnost bakterie. Tyto výsledky poukazují na nový mechanismus v rostlinách, jehož pomocí rozlišují mezi mikroorganismy, které je chtějí zničit a které chtějí žít s rostlinou v „dobrém vztahu“. A ačkoliv se jedná o velmi artificiální podmínky, výsledky výzkumu značně posouvají porozumění tomu, co se děje pod povrchem, u kořenů. Neodpustím si zmínit přirovnání, které k tomuto výzkumu použil profesor Geldner na kongresu v Glasgow, jehož jsem se zúčastnil: Představte si rodiče a jejich dům (představující rostlinu). Rodiče dovolí dětem v domě párty. O jejich přítomnosti a párty tedy vědí a nijak jim to nevadí. Ovšem jakmile by se párty „zvrhla“ a děti by začaly dům poškozovat, rodiče velmi rychle zakročí a vyvodí z toho důsledky.

Zhou F. et al., Cell, 2020, DOI: 10.1016/j.cell.2020.01.013