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Science:一場磷酸化的爭奪戰(zhàn)

日期:2014-03-14 08:57:19

 

Sainsbury實(shí)驗(yàn)室、密歇根州立大學(xué)以及Illinois大學(xué)的科學(xué)家們首次發(fā)現(xiàn),免疫受體的磷酸化是植物感知病原體并激活免疫系統(tǒng)的重要途徑,這項(xiàng)研究發(fā)表在本周的Science雜志上。研究人員還在文章中闡述了,病原體抑制上述機(jī)制從而引起疾病的過程。

 

植物的生存環(huán)境非常復(fù)雜,長期以來一直面臨著真菌、細(xì)菌和病毒的侵襲。為了抵御病原體的入侵,植物經(jīng)過漫長的進(jìn)化逐漸形成了一套復(fù)雜高效的保護(hù)機(jī)制,即植物的免疫系統(tǒng)。當(dāng)植物檢測到微生物分子時,就會激活免疫應(yīng)答防止疾病發(fā)生。此前,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些植物用來感知微生物分子的免疫受體,但還不清楚這些受體的激活機(jī)制。

 

研究人員發(fā)現(xiàn),酪氨酸的磷酸化是植物免疫受體激活的關(guān)鍵。磷酸化是真核生物細(xì)胞中最普遍的一種翻譯后修飾,是控制分子開/關(guān)的常見機(jī)制,對于細(xì)胞的正常功能必不可少。磷酸化涉及了多種細(xì)胞活性的調(diào)控,包括細(xì)胞周期、細(xì)胞分化、細(xì)胞代謝和細(xì)胞通訊等等,而且異常的磷酸化事件與許多疾病有關(guān)。

 

人們早就發(fā)現(xiàn),在動物細(xì)胞中磷酸化對于受體激活具有必不可少的作用。磷酸化調(diào)控出現(xiàn)問題,往往與一些重要的慢性疾病有關(guān)。而這項(xiàng)研究首次向人們展示,磷酸化也發(fā)生在植物的免疫受體上。

 

“這一發(fā)現(xiàn)為我們開辟了提高農(nóng)作物抗病能力的新途徑。人們可以在這項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上,想辦法優(yōu)化植物的免疫系統(tǒng),幫助它們識別和應(yīng)對病原體微生物,”Cyril Zipfel教授說。

 

“另外,這一發(fā)現(xiàn)也可以幫助我們進(jìn)一步理解植物和動物細(xì)胞中的信號傳導(dǎo)。”

 

研究人員還發(fā)現(xiàn),致病菌能夠利用植物細(xì)胞自身分泌的酶,來對抗植物的免疫應(yīng)答。它們可以在這種酶的幫助下,去除植物免疫受體上的酪氨酸磷酸化,從而阻斷整個信號傳導(dǎo)路徑。如果這些細(xì)菌成功抑制了植物的免疫應(yīng)答,就會使植物患上相應(yīng)的疾病。

 

“我們的研究顯示,植物宿主和病原體針對磷酸化的控制權(quán)展開了一場爭奪戰(zhàn),”第一作者Dr Alberto Macho說。“能否控制這種免疫受體的激活機(jī)制,決定著植物是保持健康還是出現(xiàn)疾病”。

 

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