EMBO J | 中科院分子植物卓越中心Alberto Macho研究组合作发现植物免疫调控新机制

• 花匠小妙招
• 2024-11-20 13:59

责编 | 王一

为了保障植物在应对病原物侵染时迅速且有效地激活植物免疫反应，整个植物免疫系统处于复杂而且动态的调控网络中，而这些调控网络中的重要组分也成为了植物病原菌的攻击靶标。在植物感知病原物存在 (PAMP) 情况下，PPR蛋白与共受体蛋白形成免疫复合体并磷酸化下游关键RLCK蛋白BIK1，BIK1进一步磷酸化下游底物，将免疫反应有效传导与执行。BIK1作为重要的免疫调节因子，受植物泛素降解调节系统调控其蛋白含量及磷酸化状态，其中包括Plant U-box类E3泛素连接蛋白 (Wang et al, 2018) 。植物免疫关键蛋白表达量过高或持续激活使植物生长受到抑制，如何精确调控植物免疫反应，保障植物正常生长是植物生物学研究领域的重要问题。

中科院分子植物卓越中心Alberto Macho课题组前期发现青枯菌效应子蛋白RipAC通过干扰MAPK介导的SGT1磷酸化从而抑制植物ETI反应 (Yu et al, 2020) 。并发现RipAC具有抑制PTI表型，而SGT1并不能解释其抑制PTI表型 (Yu et al, 2021) 。

近日，Alberto Macho课题组与英国Sainsbury Laboratory/瑞士苏黎世大学Cyril Zipfel教授实验室合作在国际著名学术期刊The EMBO Journal发表了题为“The Arabidopsis E3 ubiquitin ligase PUB4 regulates BIK1 and is targeted by a bacterial type-III effector”的研究论文，揭示了青枯菌通过效应子蛋白RipAC抑制植物PTI反应的新机制。

为进一步解析RipAC抑制PTI反应机制，研究人员利用酵母双杂交筛选到番茄Plant U-box4 (PUB4) 与RipAC发生互作，进一步利用拟南芥突变体发现PUB4正调控植物多种PTI反应。有意思的是，PUB4负调控番茄和拟南芥对青枯菌的抗性。进一步通过IP-MS及coIP等实验发现，PUB4与植物PRR蛋白复合体发生互作，并且PUB4调控BIK1蛋白的含量，而这也与RipAC过表达拟南芥中的BIK1含量降低这一表型相对应。

通过体外泛素化系统发现，PUB4具有泛素化活性，并且降解非磷酸化状态的BIK1含量，而保持磷酸化激活状态下的BIK1含量。利用parallel reaction monitoring (PRM) LC-MS/MS技术发现RipAC影响PAMP处理后PUB4蛋白含量及磷酸化程度，从而解析青枯菌效应子蛋白RipAC通过操纵PUB4来影响BIK1及植物PTI反应的机制。

Alberto Macho课题组博士后余刚(现上海交通大学农业与生物学院长聘教轨副教授) 及Jose Rufian，与Cyril Zipfel 课题组Maria Derkacheva为文章共同一作，Maria Derkacheva，Cyril Zipfel及Alberto Macho为文章通讯作者。英国The Sainsbury Laboratory Frank Menke课题组，中科院遗传所周俭民研究员课题组，及德国Albert-Ludwigs-University Freiburg Marco Trujillo课题组参与了本研究。该研究中Alberto Macho课题组工作得到了国家自然科学基金，中国院先导专项，中国博士后基金及PIFI基金等项目的支持。

据悉， Alberto Macho研究组长期招聘助理研究员和博士后，相信信息请查看：

http://www.cemps.ac.cn/zxns/202208/t20220829_6505295.html

参考文献

Wang J, Grubb LE, Wang J, Liang X, Li L, Gao C, Ma M, Feng F, Li M, Li L, Zhang X, Yu F, Xie Q, Chen S, Zipfel C, Monaghan J, Zhou J-M (2018) A regulatory module controlling homeostasis of a plant immune kinase. Molecular Cell69:493-504.e496

Yu G, Xian L, Xue H, Yu W, Rufian JS, Sang Y, Morcillo RJL, Wang Y, Macho AP (2020) A bacterial effector protein prevents MAPK-mediated phosphorylation of SGT1 to suppress plant immunity. PLoS Pathogens16:e1008933

Yu G, Xian L, Zhuang H, Macho AP (2021) SGT1 is not required for plant LRR-RLK-mediated immunity. Molecular Plant Pathology22:145-150

https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embj.2020107257

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