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中科院学者Cell最新发文:抗病小体如何保护植物免受病原体侵害

2021-05-13

子科生物(https://show.guidechem.com/zikerbio/)报道:在植物中,抗病蛋白是主要的免疫受体,可感知病原体和害虫,并触发强大的防御反应。科学家们之前发现,一种抗病蛋白:ZAR1在检测入侵的病原体后,会转化为高度有序的蛋白复合物,被称为抗病小体(resistosome),这为解析植物抗病蛋白的工作原理提供了第一个线索。然而,尚不清楚抗病小体如何激活植物防御的。

为此,来自中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民研究员,陈宇航研究员,何康敏研究员,与清华大学柴继杰教授合作,采用了最先进的电生理学和单分子成像技术来研究其分子机制,最终发现ZAR1抗病小体能激活植物免疫力

这一最新发现公布在5月12日Cell杂志上。

在最新研究中,研究人员通过基于非洲爪蟾卵母细胞和平面脂质双层电生理学研究,发现ZAR1抗病小体是阳离子选择性的,钙可渗透的离子通道。然后,他们应用单分子成像显示活化的ZAR1抗病小体在植物细胞质膜中形成五聚体寡聚物,从而证实了先前的结构数据。

ZAR1抗病小体在植物细胞中形成触发持续的钙离子流入,随后导致细胞死亡的免疫信号事件,这些过程都取决于离子通道的活性。

这些结果指出了由ZAR1通道触发的钙信号启动免疫激活的结论,从而为植物免疫系统的工作提供了至关重要的见解。

抗病蛋白是植物免疫受体的最大家族,能保护农作物免受多种病原体和害虫(包括病毒,细菌,真菌,卵菌,线虫,昆虫和寄生性杂草)的侵害,在农业上具有重要的意义。

这项研究的发现也揭示了许多抗病蛋白的精确生化功能,并提出了控制农作物病虫害的新方法。

Cell评论表示,这项工作“提出了重要的发现,将改变我们对ETI触发的细胞死亡的看法。” “可以使用TIRF可视化和监测与膜相关的实时脂质体,这非常令人兴奋,许多研究人员将会模拟这种方法。”