He estado abordando un problema. De vez en cuando me preguntan “¿Qué es la botánica?” Es bastante simple de responder, es la ciencia de las plantas, pero no es una respuesta muy satisfactoria. Hay botánicos que trabajan con plantas, pero hay muchos más que trabajan con células, patógenos o ecosistemas completos. Los botánicos deben poder trabajar con mucho más que plantas. Sería mejor decir que la botánica es una ciencia que comienza con las plantas. Recientemente ha aparecido un artículo que ilustra muy bien esto. Redes moleculares en holobionte vegetal-patógeno por Nobori, Mine y Tsuda me presentaron una nueva palabra que captura algo de esto: holobionte.

¿Qué es un holobionte?

Tenemos que empezar con la simbiosis. Simbiosis describe una relación entre dos o más organismos. Para los botánicos, un ejemplo evidente es la simbiosis entre los hongos micorrízicos y las plantas. Los hongos se asocian con las raíces de las plantas. Transmiten nutrientes como nitrógeno y fósforo y, a cambio, las plantas transmiten azúcares a los hongos. Al intercambiar recursos, los dos organismos se benefician de la relación. Los dos organismos son simbiontes y el conjunto es un holobionte.

No es solo la simbiosis mutua lo que crea un holobionte. Bordenstein y Theis define un holobionte como “cada macrobio y sus numerosos asociados microbianos”. Eso incluiría parásitos y patógenos. Puede parecer una definición bastante amplia. Pitlik y Koren afirman: “Todos los humanos, animales y plantas son holobiontes..” Si ese es el caso, entonces ¿qué significa la palabra holobionte ¿Dinos?

La diferencia entre un holobionte y una colección de organismos.

La razón por la que un holobionte es un concepto útil no es solo que un organismo vive con otros organismos, sino también la naturaleza de la interacción entre ellos. Cuando una vaca come pasto, no es un holobionte porque, más allá de que uno se coma al otro, no hay mucha interacción. En su artículo, Nobori y sus colegas muestran que sucede algo diferente entre las plantas y los patógenos.

Algunos microbios ven las plantas como un objetivo. Son un recurso a ser saqueado para permitir la reproducción. Las plantas preferirían que eso no sucediera. Así que cuando un la detección ataca y luego las células vegetales liberan fitohormonas para pedir ayuda. Eso no es bueno para el patógeno, por lo que los patógenos envían sus señales a la planta para confundir o confundir la capacidad de la planta para responder al ataque. Es una herramienta útil para activar cuando encuentras algo para atacar. que nobori et alLas notas de papel de . es que las plantas no son pasivas cuando esto sucede.

Una de las características fundamentales de un ataque de patógenos es su detección, a menudo abreviado como QS. Cuando las bacterias comienzan un ataque, liberan señales químicas. Estas señales permiten que las bacterias "hablen" entre sí. Incluso si una bacteria no está detectando una oportunidad en sí misma si hay suficientes otras bacterias, entonces comienza a producir las herramientas que necesita para atacar. La detección de quórum permite que las bacterias tomen ventaja cuando atacan antes de que la planta pueda responder.

El equipo de Nobori señala que cuando las plantas liberan ácido salicílico (SA) y Ácido aminobutírico (GABA), los productos químicos pueden desencadenar un sistema de extinción de quórum en algunos patógenos como Agrobacterium tumefaciens. También discuten cómo la inmunidad desencadenada por patrones de las plantas puede reducir la capacidad de Efectores de tipo tres desplegado por bacterias para inyectar células diana con proteínas. Rompe sistemas como este y reduce la virulencia del atacante.

¿Un holobionte como unidad de recursos compartidos?

Para Nobiri y sus colegas, la existencia de un holobionte no disminuye la idea de que las plantas y los patógenos evolucionan. De hecho, argumentan que a ambos les gustaría mucho tener sus propias redes de señalización molecular. Sin embargo, a ambos también les gustaría interferir con la señalización del otro. El resultado es que las dos partes crean efectivamente una superred sobre la que luchan por el control. En lugar de dos redes de señalización, se convierte en una, compartida involuntariamente entre el atacante y el defensor.

La idea de compartir también surge en Una reseña de Tansley por Vandenkoornhuyse et al. Argumentan: "la microbiota vegetal puede verse como un componente facilitador que proporciona genes adicionales al huésped, que están involucrados en el ajuste a las condiciones ambientales locales". Significa que cuando estudias la planta en la naturaleza, no solo ves la planta, sino también el resultado de las muchas interacciones que la planta ha tenido con los animales locales. microbiota intestinal.

Este tipo de diálogo cruzado es un tema candente en este momento. Uno de los artículos recientes que llamó mucho la atención en Twitter fue Las plantas envían pequeños ARN en vesículas extracelulares al patógeno fúngico para silenciar los genes de virulencia. por Cai et al. Cai y sus colegas encontraron que las plantas o al menos Arabidopsis thaliana puede reducir la virulencia de un atacante, o Botrytis cinerea al menos, enviando ARN pequeños (ARNs) en exosomas. Esto sigue a un montón de trabajo de personas que encuentran que Los sRNA son producidos por patógenos para interferir con las plantas.. Así que, El ARN se usa en ambos lados para formar parte de una pelea.. Sin embargo, ni Cai et al. (2018), Weiberg y Jin (2015) ni Wang et al (2016), utilizan el concepto de holobionte.

Puedo ver porque. Todos esos autores están interesados ​​en la batalla planta-patógeno. Si estás estudiando algo donde un lado está tratando de matar al otro, es un gran salto mirarlos a través de una lente de simbiosis. Sin embargo, me pregunto si la comprensión de la comunicación planta-microbio en un contexto más amplio como un holobionte podría sugerir nuevos enfoques para estudiar el conflicto planta-patógeno. Este contexto es lo que me gusta de Nobiri. et alpapel de . Agrega contexto al trabajo de otras personas. Si la idea del holobionte tiene éxito, entonces no elimina ni niega otros trabajos, pero sí significa que los trabajos anteriores se relacionan con otras investigaciones de maneras que no lo hacían antes.