Ein Forschungsteam des RIKEN Center for Sustainable Resource Science in Japan hat einen pflanzlichen Immunrezeptor namens SCORE entdeckt, der Kälteschockproteine erkennt, die häufig in Bakterien, Pilzen und Insekten vorkommen. Die in Science veröffentlichten Ergebnisse bieten neue Strategien für die Züchtung resistenter Pflanzen gegen Krankheiten.

Der in Zitruspflanzen wie der Grapefruit entdeckte SCORE-Rezeptor erkennt spezifisch ein 15 Aminosäuren langes Fragment des Kälteschockproteins csp15. Das Forschungsteam analysierte über 1.300 Rezeptoren aus 350 Pflanzengenomen und entdeckte über 60 linienspezifische Variationen im SCORE-Gen, dessen Ursprünge auf den letzten gemeinsamen Vorfahren aller Blütenpflanzen zurückgeführt werden können. „Diese Studie bietet einen neuen Rahmen für die Identifizierung und Entwicklung von Immunrezeptoren in Nicht-Modellpflanzen“, sagte Studienleiter Ken Shirasu.

Experimente haben gezeigt, dass durch den Austausch wichtiger Aminosäuresequenzen im SCORE-Rezeptor die Art des erkannten Kälteschockproteins verändert werden kann. Den Forschern gelang die Synthese neuer SCORE-Varianten, die gleichzeitig Ralstonia solanacearum, Erwinia spp. und Xanthomonas spp. erkennen können – Krankheitserreger, die vom nativen Grapefruit-SCORE nicht erkannt werden. Co-Autor Yasuhiro Kodata bemerkte: „Die große natürliche Variation in der Pathogenerkennung zwischen SCORE-Orthologen in verschiedenen Pflanzenlinien deutet darauf hin, dass dieser Immunrezeptor im Laufe der Evolution eine wiederholte Feinabstimmung seiner Funktion erfahren hat.“

Diese Studie entwickelt die erste Strategie zur Erkennung von Immunrezeptor-Mikroben-Paarungen und liefert damit eine molekulare Grundlage für die Bekämpfung von Krankheitsresistenzen bei Nutzpflanzen. Der Hauptautor Bruno Pok Man Ngou erklärte: „Der nächste Schritt besteht darin, gentechnisch veränderte SCORE-Gene in wichtige Nutzpflanzen einzubringen, um ihnen eine Breitbandresistenz gegen Krankheitserreger und Schädlinge zu verleihen.“ Dieser Ansatz, der auf angeborenen Immunmechanismen basiert, könnte dazu beitragen, den Pestizideinsatz zu reduzieren und eine nachhaltige landwirtschaftliche Entwicklung zu fördern.

Weitere Informationen: Bruno Pok Man Ngou et al., „Systematische Entdeckung und Entwicklung synthetischer Immunrezeptoren in Pflanzen“, Science (2025). Zeitschrifteninformationen: Science