Planter er prisgivet mange belastninger, både abiotiske, såsom tørke og varme, og biotiske, såsom patogener. Forskere ved, at plantens immunsystem ofte reagerer på infektion med en øget cytosolisk calciumkoncentration, som aktiverer immunresponsregulatorer. Tidligere forskning har undersøgt cytosolisk calciumrespons i Physcomitrella patens (en mosplante, der ofte bruges i undersøgelser) som et resultat af abiotisk stress, men indtil for nylig har videnskabsmænd ikke undersøgt forholdet mellem cytosolisk calciumrespons, P.patens og biotisk stress.
Et samarbejde mellem videnskabsmænd med Vidali ved Worcester Polytechnic Institute og Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas i Madrid resulterede i den første artikel, der omhandler involveringen af cytosoliske calciumoscillationer og bølger i immunresponset hos P. patens til en biotisk stress. Specifikt administrerede forskerne kitinoligosaccharider for at simulere en svampeinfektion.
"Resultaterne af undersøgelsen viser, at efter eksponering for chitin-oligosaccharider, spredes cytosoliske calciumoscillationer over hele planten," forklarede Vidali. "Interessant nok stiger frekvensen af de cytosoliske calciumoscillationer til en fast værdi med stigningen i koncentrationen af administrerede chitin-oligosaccharider. Denne umiddelbare cytosoliske calciumrespons er en tidlig mediator af plantens immunrespons mod svampe."
Dette resultat tyder på, at chitin-udløste calciumoscillationer er bevaret og sandsynligvis var til stede i den fælles forfader til mosser og karplanter."Det er bemærkelsesværdigt, at behandlingen med kitinoligosaccharid forårsager spredning af de apikale actinfilamenter og hæmning af cellevækst," sagde Vidali. Derudover viste deres forskning, at den cytosoliske calciumtilstrømning påvirkede transkriptionen af forsvarsrelaterede gener, hvilket betyder, at denne oscillation kunne påvirke genekspression og tillade planten at montere et forsvarsrespons på angribende patogener.
Vidali og hans team fandt ud af, at det cytosoliske calciumsignal, der stammer fra hver enkelt celle, bliver synkroniseret, hvilket resulterer i, at plantens cytosoliske calcium pulserer som helhed. Dette tyder på, at der kan være en mekanisme for cytosolisk calciumafhængig kommunikation mellem celler, som muliggør en ensartet respons. Denne observation åbner interessante nye undersøgelseslinjer i celle-til-celle kommunikation og signalering i planter.
"For at vi kan øge planters modstand mod biotisk stress, er det nødvendigt at forstå de molekylære mekanismer relateret til immun planterespons. Dette papir bringer os tættere på at forstå, vidt distribuerede og evolutionært bevarede reaktioner på biotisk stress," konkluderer Vidali.
