Category: General


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UNKG0001 We have seen previously how plants detect general pathogens in order to defend against them. But how can other microorganisms surpass the surveillance plant system? Well, some pathogens have developed specific molecules (proteins) called “Pathogen Effectors”. Such effector proteins are injected by the pathogen into the host plant cell, and they interact with the cell physiology, affecting and supressing the “Pattern-Triggered Immunity” (PTI). Basically, these efectors prevent the plant for detecting the “Microorganism-Associated Molecular Patterns” (MAMP) or activating the defenses after detecting the MAMPs. The pathogen short-circuits the plant defence system and originates the disease. It is in that moment when a pathogen has become specialized in causing disease in certain groups of plants.

So is the plant defenceless then? Not yet. A second defensive line goes into action: special receptors inside the cell have been developed through co-evolution for detecting pathogen effectors. Such receptors are termed “Resistance (R) proteins”, are located in the plant cell cytoplasm, and usually have a particular structure with a nucleotidebinding site (NBS) and a sequence rich in repeats of the amino acid leucine (leucine-rich repeat, LRR). When one of these R proteins identifies the presence of pathogen effectors, a new defensive response is activated in the plant, starting what it is known as “Effector-Triggered Immunity” (ETI). This ETI usually culminates in a “Hypersensitive Response” (HR), a programmed cell dead of the infected cell that restricts the growing and spreading of the pathogen.

One important thing to keep in mind is that PTI, the first defensive line, is activated by recognizing specific patterns which are common to most of the microorganisms or potential pathogens. On the contrary, ETI activates only if the plant can recognize the activity of specific molecules associated to particular pathogens which produce them.

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SPAN0001 Previamente hemos visto cómo las plantas detectan patógenos en general para defenderse de ellos. Pero, ¿cómo pueden algunos microorganismos sobrepasar el sistema de vigilancia de las plantas? Pues porque algunos patógenos han desarrollado unas moléculas específicas (proteínas) llamadas “Efectores Patogénicos”. Dichas proteinas efectoras son inyectadas por el patógeno en la célula vegetal, e interactúan con la fisiología de la misma, afectando y eliminando la “Inmunidad Activada por Patrones” (IAP). Básicamente, estos efectores previenen que la planta detecte los “Patrones Moleculares Asociados a Microorganismos” (PMAM) o active las defensas después de detectar los PMAMs. El patógeno realiza una especie de corto circuito en el sistema defensivo de la planta y origina la enfermedad. Es en ese momento cuando un patógeno se ha especializado en causar enfermedades en determinados grupos de plantas.

Entonces, ¿la planta queda indefensa? Aún no. Entra en acción una segunda línea defensiva: en el interior de la célula se han desarrollado por coevolución unos receptores especiales para detectar los efectores patogénicos. Dichos receptores se denominan “Proteínas de Resistencia (R)”, se localizan en el citoplasma de la célula vegetal, y generalmente tienen una estructura característica con un centro de unión de nucleótido (CUN) y una secuencia con abundantes repeticiones del aminoácido leucina (repeticiones ricas en leucina, RRL). Cuando una de esas proteínas R identifica la presencia de efectores patogénicos, se activa una nueva respuesta defensiva en la planta, iniciándose lo que se conoce como “Inmunidad Activada por Efectores” (IAE). Esta IAE normalmente desencadena una “Respuesta Hipersensible” (RH), una muerte celular programada de la célula infectada que restringe el crecimiento y la propagación del patógeno.

Una cuestión importante a recordar es que la IAP, la primera línea defensiva, se activa por el reconocimiento de patrones específicos que son comunes a la mayoría de microorganismos o patógenos potenciales. Por el contrario, la IAE se activa solamente si la planta es capaz de reconocer la actividad de moléculas específicas asociadas a patógenos particulares que las producen.

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UNKG0001 For living beings, the health state is the norm, whereas contracting a disease is the exception. Obviusly, this works for plants, but how plants defend themselves against pathogens? How does their immune system work? They lack of specialized cells in charge of detecting and fighting dangerous microorganisms such as white blood cells. There are no antibodies that specifically target disease agents. So, what are their defences?

Well, one important thing to consider is that every plant cell is capable to launch a defensive response, so plants do not need specialized cells for their immune system to work. When a cell plant is attacked by a pathogen, it can react to such aggression.

But how can a plant detect a pathogen? The first defensive line is located at the plant cell surface, in the cell membrane. There, particular kind of proteins can recognize specific patterns from substances originated in the pathogens, for example, chitin (a polysaccharide) or flagelin (a protein), which are specific from fungi and bacteria respectively. Such proteins acting as detectors are termed “Pattern-Recognition Receptors” (PRR), because their function is detecting patterns belonging to substances generated by pathogens. On the other hand, those substances produced by the pathogens are named “Microorganism-Associated Molecular Patterns” (MAMP). But not only those patterns are detected, the receptors can also recognize patterns associated with cell damage, for example, residues from degraded cell walls. In that case, they are called “Damage-Associated Molecular Patterns” (DAMP).

Whatever it is the pattern detected by the plant cell receptors, a defensive response is activated and the plant will defend against the pathogen, usually reinforcing the plant cell wall or producing antimicrobial compounds. This is known as “Pattern-Triggered Immunity” (PTI), and works against most of the pathogens trying to invade a plant.

Then, how can a pathogen avoid that surveillance and cause a disease? That is what will see next.

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SPAN0001 En los seres vivos, el estado saludable es la norma, mientras que la enfermedad es la excepción. Obviamente, esto es igual para las plantas, pero ¿cómo se defienden frente a un patógeno? ¿Cómo funciona su sistema inmunitario? Carecen de células especializadas en la detección y lucha contra microorganismos peligrosos, como los glóbulos blancos. No tienen anticuerpos que puedan ser dirigidos específicamente contra los causantes de la enfermedad. Así que, ¿cómo son sus defensas?

Bien, algo importante a tener en cuenta es que cada célula vegetal es capaz de crear una respuesta defensiva por sí misma, por lo que las plantas no requieren de celulas especializadas para que su sistema inmunitario funcione. Cuando un patógeno ataca a una célula vegetal, ésta puede reaccionar a dicha agresión.

Pero, ¿cómo puede la planta detectar a un patógeno? La primera línea defensiva está situada en la superficie de la célula vegetal, en la membrana celular. Ahí, un tipo concreto de proteínas pueden reconocer patrones específicos de sustancias que provienen de los patógenos, por ejemplo quitina (un polisacárido) o flagelina (una proteína), ambas específicas de hongos y bacterias respectivamente. Esas proteínas que actúan como detectores se denominan “Receptores de Reconocimiento de Patrones” (RRP), ya que su función es detectar patrones que pertenezcan a sustancias generadas por patógenos. Por otro lado, dichas sustancias producidas por patógenos se conocen como “Patrones Moleculares Asociados a Microorganismos” (PMAM). Sin embargo, no sólo se detectan esos patrones, los receptores pueden identificar también otros asociados a daño celular, por ejemplo residuos de paredes celulares degradadas. En este caso, se les llama “Patrones Moleculares Asociados a Daño” (PMAD).

Sea cual sea el patrón detectado por los receptores de la célula vegetal, se activará una respuesta defensiva y la planta actuará contra el patógeno, generalmente reforzando la pared celular o produciendo compuestos antimicrobianos. Esto es lo que se conoce como “Inmunidad Activada por Patrones” (IAP), y funciona frente a la mayoría de patógenos que intentan invadir una planta.

Y entonces, ¿cómo puede un patógeno evitar toda esa vigilancia y originar una enfermedad? Eso es lo que veremos próximamente.

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UNKG0001 The call for Marie Curie Actions research fellowships is open (since 14 March 2013). It is a good oportunity for researchers (both, young and senior) for getting involved in an international project visiting another scientific institution (either European or not). There are four categories:

Intra-European Fellowships for career development (IEF): an individual grant allowing an Experienced Researcher to move within Europe to pursue his/her research project.
International Outgoing Fellowships for career development (IOF): an individual grant for Experienced Researchers willing to receive a research training in a host institution in a third country (outside Europe).
International Incoming Fellowships (IIF): an individual grant for Experienced Researchers based in third countries (non-Europeans) willing to receive a research training in a host institution based in Europe.
Career Integration Grants (CIG): a lump sum to encourage Experienced Researchers to settle/return in Europe.

Do you have an outstanding idea for a researching project? Do you want to learn new techniques in a cutting-edge research center? Do you want to explore the World? Don’t hesitate. Apply for a Marie Curie action.

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SPAN0001 La convocatoria de becas de investigación Marie Curie está abierta (desde el 15 de marzo de 2013). Es una magnífica oportunidad para que investigadores (tanto jóvenes como seniors) puedan involucrarse en un proyecto internacional visitando otra institución científica (ya sea europea o no). Hay cuatro categorías:

Intra-European Fellowships for career development (IEF): una beca individual que permite a investigadores con experiencia moverse dentro de Europa para continuar su proyecto de investigación.
International Outgoing Fellowships for career development (IOF): una beca individual para investigadores con experiencia que quieran recibir formación en una institución anfitriona de terceros países (fuera de Europa).
International Incoming Fellowships (IIF): una beca individual para investigadores con experiencia que provengan de terceros países (no europeos) y que deseen recibir formación investigadora en una institución anfitriona localizada en Europa.
Career Integration Grants (CIG): un pago único para fomentar que investigadores con experiencia se asienten en/vuelvan a Europa.

¿Tienes una idea brillante para un proyecto de investigación? ¿Quieres aprender nuevas técnicas en un centro de investigación de vanguardia? ¿Quieres explorar el Mundo? No lo dudes. Solicita una Marie Curie.

UNKG0001 MYCOCROP has started. But what is it? It is a research project that will last for the next two years, funded by a Marie Curie Intra European Fellowship. The work will be developed at the University of Sheffield (UK), involving two scientists from such University, Dr. Duncan D. Cameron and Dr. Jurriaan Ton, and another one from IFAPA (Spain), Dr. Alejandro Pérez-de-Luque (that’s me).

And what is it about? Well, basically about using mycorrhizal-induced resistance as a sustainable alternative to chemical pesticides in cereal agriculture. More specifically, in this proposal we will apply a novel high throughput methodology to study interactions between fungal mycorrhiza, host plants and soil bacteria, in order to develop wheat lines with induced resistance to fungal diseases. Implementation of the revision of 9/414/EEC means most of the effective fungicides against diseases in cereals will be withdrawn, increasing the risk of major crop failure. Arbuscular mycorrhizal fungi increase host plant nutrient uptake and often induce systemic resistance against other pathogens. Selecting crops more suitable to act as host of mycorrhizal fungi will provide varieties with broad and durable spectrum resistance or tolerance to diseases, and increase competitiveness of the crop for uptaking soil nutrients (useful against weeds). These will reduce dependence on chemical treatments (both, fertilizers and pesticides), and as a consequence, the input cost for the farmers will be reduced, the environmental impact minimised, and the food security increased.

During the development of the project, this blog will be a contact point with the public and a place to share knowledge and science. You are welcome!

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SPAN0001 MYCOCROP ha comenzado. ¿Pero qué es? Se trata de un proyecto de investigación que se desarrollará en los próximos dos años, financiado por una Beca Marie Curie Intra Europea. El trabajo se desarrollará en la Universidad de Sheffield (Reino Unido), implicando a dos investigadores de dicha universidad, el Dr. Duncan D. Cameron y el Dr. Jurriaan Ton, y a otro del IFAPA (España), el Dr. Alejandro Pérez de Luque (ese soy yo).

¿Y sobre qué es el proyecto? Pues básicamente, sobre la utilización de resistencia sistémica inducida por micorrizas como una alternativa sostenible a los pesticidas químicos en la agricultura de cereales. Concretamente, en esta propuesta utilizaremos una metodología novedosa para estudiar las interacciones entre micorrizas, plantas huéspedes y bacterias del suelo, con la idea de poder desarrollar líneas de trigo con resistencia inducida frente a enfermedades fúngicas. La implementación de la revisión de la directiva 9/414/EEC implica que la mayoría de los fungicidas efectivos frente a enfermedades en cereales serán retirados, aumentando el riesgo de fracaso en los cultivos. Los hongos arbusculares micorrizóticos incrementan la absorción de nutrientes de la planta huésped y a menudo inducen resistencia sistémica frente a otros patógenos. La selección de cultivos más aptos para actuar como huéspedes de micorrizas proporcionará variedades con un espectro de resistencia o tolerancia a las enfermedades más amplio y duradero, e incrementará la competitividad del cultivo para obtener nutrientes del suelo (útil frente a malas hierbas). Todo ello reducirá la dependencia de tratamientos químicos (tanto de fertilizantes como de pesticidas), y en consecuencia, se reducirá el coste en insumos de los agricultores, se minimizará el impacto ambiental, y aumentará la seguridad alimentaria.

Durante el desarrollo del proyecto, esta página será un punto de contacto con el público y un lugar para compartir conocimiento y ciencia. ¡Sois todos bienvenidos!