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研究发现植物免疫新机制

时间:2015-09-14     来源:遗传与发育生物学研究所
植物通过细胞外貌免疫受体识别来自于病原微生物的分子 ,激活天然免疫;而病原微生物通过向植物细胞排泄效应卵白 ,这些卵白往往通过翻译后修饰宿主卵白 ,抑制天然免疫反映;植物通过进化 ,利用动植物中守旧的、定位于胞质的NLR类型的免疫受体识别效应卵白 ,重新激活免疫反映。研究胞内免疫受体识别病原微生物效应卵白的分子机制不仅有助于理解植物与病原微生物间的进化关系 ,还能为研究动物天然免疫机理提供线索。  

    中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民研究组的前期事情发现 ,来自黄单胞杆菌的效应卵白AvrAC能够对其靶标卵白BIK1进行UMP修饰从而抑制了细胞外貌受体介导的天然免疫信号转导。周俭民研究组与法国Laurent D. Noël研究组发现一个与BIK1同源的卵白PBL2也受到了AvrAC的修饰。有趣的是对PBL2的修饰对细菌致病毫无益处 ,而植物则把对PBL2的修饰作为细菌入侵的信号 ,激活胞内的免疫途径。因此PBL2执行了一个“诱饵”的功效 ,使得植物能够特异识别细菌 ,获得抗病性。他们通过遗传筛选发现识别AvrAC还需要一个NLR类型的胞内免疫受体ZAR1以及不具有酶活的卵白激酶RKS1。进一步的研究发现ZAR1和RKS1形成组成型的受体复合体 ,当排泄到细胞内的AvrAC对PBL2的特异位点进行UMP修饰时 ,PBL2被招募到受体复合体上 ,进而激活免疫信号。

    这项研究建立了植物识别效应卵白AvrAC的一个完整的信号通路 ,并揭示了植物NLR卵白依赖于支架卵白间接识别效应卵白的新机制。研究结果于9月10日在线发表在Cell Host & Microbe。周俭民实验室的研究生王国勋和法国的Brice Roux是并列第一作者。该研究得到了中国科学院先导专项、科技部“973”项目以及国家自然科学基金的资助。

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