黑丝 捆绑 新闻发布厅 | 中国农大宋文教授统一完成的计议罢休在《当然》发表 揭示植物抗病卵白激活新机制
3月13日黑丝 捆绑，中国农业大学生物学院/植物抗逆高效寰宇重心现实室宋文教授与西湖大学、清华大学、北京师范大学、德国马克斯普朗克植物育种计议所团队统一在《当然》（Nature）杂志上发表论文《底物引导的凝合体激活植物TIR结构域抗病卵白》（Substrate-induced condensation activates plant TIR domain proteins），揭示了一类植物抗病卵白激活的新机制，不仅对植物免疫学计议具有进攻的理讲价值，何况关于教育新式抗病农作物品种具有潜在的携带道理。
植物病害酿成的食粮减产，严重威胁着世界食粮安全。植物通过自己免疫系统来屈膝病原菌的侵染。植物抗病基因（R gene）编码的抗病卵白（NLR）是植物进攻的细胞内免疫受体，能识别病原菌特异的效应因子激活植物狠恶的免疫反应，并在侵染部位引起细胞法子性逝世，从而有用的阻止病原菌的侵染。植物抗病基因在农业出产中一直剖判着进攻作用。频年来计议发现，植物NLR抗病卵白识别病原效应因子后会形成抗病小体（Resistosome）。其中CC类抗病卵白（CC-NLR）会形成钙离子通说念激活免疫反应；TIR类抗病卵白（TIR-NLR）会形成一个NAD+水解全酶，产生新式核苷类免疫信号分子激活免疫反应。在植物基因组中，除了经典的NLR抗病卵白外，还存在一大类非经典的TIR结构域抗病卵白。在水稻、小麦、玉米等票据叶食粮作物基因组中，发现仅编码TIR结构域抗病卵白，可是穷乏典型的TIR-NLR抗病卵白。计议标明，TIR结构域卵白不仅在病原菌效应因子触发的免疫反应（ETI）中起进攻作用，何况也可能参与病原菌形式干系分子形式触发的免疫反应（PTI）。关联词，TIR结构域抗病卵白由于穷乏识别病原菌效应因子的LRR结构域和参与NLR寡聚化的NBD模块，其免疫激活的分子机制仍不了了。
该计议团队在计议TIR结构域卵白生化功能的经由中，不测发现底物NAD+/ATP分子会快速诱发TIR结构域蛋鹤发生相隔离。进一步计议发现，形成凝合体的TIR结构域卵白NAD+水解酶的活性被激活。因此，臆想可能是底物引导的相隔离激活了TIR结构域抗病卵白的免疫功能。接下来，该计议团队在植物体内计议说明，TIR结构域抗病卵白自己抒发上调或受病原菌引导抒发上调后，会在细胞内源的NAD+/ATP分子引导下形成凝合体，激活NAD+水解酶活性，产生免疫信号分子，从而激勉植物免疫反应并引起细胞逝世。崎岖TIR凝合体的形成会导致免疫和细胞逝世功能的丧失；从头设置TIR卵白相隔离，又会复原免疫和细胞逝世的表型。
该计议团队为了从分子层面揭示底物引导相隔离激活TIR结构域卵白的机制，融会了TIR结构域卵白与NAD+的复合物结构。发现NAD+聚会引导了TIR结构域卵白上被称为BB-loop的无序区发生了构象改变，从关闭构象调动为灵通构象；灵通的BB-loop介导了头尾相对的TIR-TIR互作，引发相隔离，并形成NAD+催化中心。特真义的是，这种TIR结构域卵白形成凝合体激活形式与TIR-NLR卵白形成抗病小体激活的形式，既相似又有不同。相似的是，TIR结构域卵白和TIR-NLR卵白最终都形成了实在皆备相通的TIR四聚化NAD+催化单元。不同的是，经典的TIR-NLR抗病卵白是通过病原菌效应因子聚会引导NBD构象改变，引起NBD寡聚化形成抗病小体，进而拼装全酶催化中心；而TIR结构域卵白虽弗成聚会病原菌效应因子，也穷乏NBD寡聚模块，但不错通过底物NAD+/ATP聚会引导BB-loop构象改变，引起TIR自己寡聚化形成凝合体，拼装全酶催化中心，产生激活植物免疫反应的信号分子。
图1 TIR结构域抗病卵白形成凝合体离激活植物免疫反应的机制
总而言之，该项计议揭示了植物非典型TIR结构域抗病卵白通过底物NAD+/ATP引导形成凝合体激活的新机制。其具有的病原菌效应因子非依赖的自主激活特征，赋予了非典型TIR结构域抗病卵白宽泛的参与ETI、PTI所介导的免疫反应，致使参与非生物威逼反馈的本领。该项计议也为在进攻的票据叶食粮作物水稻、小麦、玉米中愚弄这一机制教育广谱抗病作物提供了进攻痕迹。
图2 植物NLR抗病卵白和TIR结构域抗病卵白激活免疫反应的信号通路
中国农业大学生物学院/植物抗逆高效寰宇重心现实室宋文教授，北京师范大学生命科学学院的刘莉教授为该文共同第一作家。中国农业大学生物学院/植物抗逆高效寰宇重心现实室为该计议第一完成单元。西湖大学生命科学学院柴继杰教授，德国马克斯普朗克植物育种计议所Paul Schulze-Lefert教授为该文共同通信作家。哈佛大学的于东立博士，科隆大学的Jan Jirschitzka 博士，西湖大学的黄诗嘉博士，西湖现实室的韩志富计议员，马克斯普朗克植物育种计议所的Jane Parker教授，Henriette Laessle博士，清华大学的李丕龙教授，陈伟杰博士等也为该计议作念出了进攻孝顺。该样式受到了中国农业大学高端倪东说念主才引进谋略样式，植物抗逆高效寰宇重心现实室，中国农业大学生命科学后生英才谋略样式，德国马克斯普朗克计议所等基金的资助。
论文勾通：
丝袜色情https://www.nature.com/articles/s41586-024-07183-9
蔓延阅读：宋文课题组简介
宋文博士，教授，博士生导师。中国农业大学生物学院、植物抗逆高效寰宇重心现实室PI。2013年本科毕业于中国农业大学，2018年博士毕业于清华大学，2018年-2023年在德国马克斯-普朗克计议所和科隆大学从事博士后计议。2023年以“隆起东说念主才”引进中国农业大学，任生物学院教授。频年来，在植物免疫和小肽激素鸿沟获取了一系列原创性计议罢休，以（共同）第一作家/通信作家在Nature, Science, Cell, Nature Plants, Cell Research, Nature Structural & Molecular Biology, Molecular Plant, NatureCommunications等国外学术期刊上发表论文二十余篇。
现实室关切植物与微生物、植物与环境的互作。以生物化学、结构生物学和遗传学为技能，计议1）植物免疫受体识别病原菌分子激活免疫反应的分子机制；2）植物小分子激素、小肽激素介导的非生物威逼应酬的分子机制。
课题组弥远接待本科生、计议生、博士后等注目科研的后生学者加入。
筹商状貌: wensong@cau.edu.cn黑丝 捆绑