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(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)到微生物分子時(shí)，就會(huì)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(duì)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?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)，在動(dòng)物細(xì)胞中磷酸化對(duì)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(shí)別和應(yīng)對(duì)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(dòng)物細(xì)胞中的信號(hào)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(duì)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(gè)信號(hào)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(huì)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(duì)磷酸化的控制權(quán)展開了一場(chǎng)爭(zhēng)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”。