Science Advances | 王国梁和王旭丽团队揭示真菌效应蛋白调控线粒体动态并抑制植物免疫！

线粒体对真核细胞的细胞代谢和生物能量至关重要。除了产生活性氧（ROS）或参与细胞程序性死亡外，在感知哺乳动物中与病毒病原体相关的分子模式（PAMPs）后，线粒体还起激活下游免疫反应的信号平台的作用。在应对各种细胞压力时，线粒体经历了裂变和融合的协调循环，被称为 "线粒体动力学"，以维持细胞稳态。来自哺乳动物的越来越多的证据表明，线粒体动力学通过介导线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)来直接促进针对病毒病原体的先天性免疫信号传导，该蛋白是视黄酸诱导型基因1类受体（RLRs）的衔接子。在哺乳动物细胞中，线粒体伸长可增强MAVS介导的抗病毒免疫力，而线粒体断裂则具有相反的作用。同样，当病原体攻击植物细胞时，线粒体被认为是通过激活各种信号（例如一氧化氮，ROS或水杨酸）来增强防御反应的信号细胞器（Nature | 董欣年和郑宁团队研究揭示拟南芥NPR蛋白感知水杨酸的结构机制！Cell Host & Microbe | 研究揭示JA信号增强水稻的RNA沉默和抗病毒能力！）。然而，线粒体动态与先天免疫之间的功能联系尚未在植物中得到报道。

2020年11月25日，国际权威学术期刊Science Advances发表了美国俄亥俄州立大学王国梁（Molecular Plant | 王国梁和宁约瑟团队研究揭示NLR介导的水稻抗病新机制）和中国农业科学院王旭丽团队的最新相关研究成果，题为A fungal effector targets a heat shock–dynamin protein complex to modulate mitochondrial dynamics and reduce plant immunity的研究论文。

在这篇论文中，科研人员报道了病原真菌稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）的效应蛋白MoCDIP4靶向线粒体相关的OsDjA9-OsDRP1E蛋白复合物，以降低水稻免疫力（Nature Microbiology | 研究揭示精胺介导稻瘟病菌侵染水稻叶片的新机制！Nature Microbiology | Nicholas Talbot点评：掌控稻瘟病菌！近5年56篇高水平文章！Nick Talbot院士团队在水稻抗病领域取得一系列进展！Nature Communications | 稻瘟病菌的细胞核效应蛋白通过转录重编程调控宿主免疫！）。DnaJ蛋白OsDjA9与动力相关蛋白OsDRP1E相互作用，并促进OsDRP1E的降解，而OsDRP1E在线粒体分裂中发挥作用。相比之下，MoCDIP4结合OsDjA9与OsDRP1E竞争，导致OsDRP1E积累。在转基因水稻中敲除OsDjA9或过表达OsDRP1E或MoCDIP4会导致线粒体缩短，并增强对M. oryzae的易感性。相反，在转基因水稻中过表达OsDjA9或敲除OsDRP1E，会导致线粒体变长，对M. oryzae的抗性增强。因此，科研人员的研究揭示了一种以前未被发现的病原菌侵染策略，即病原菌向植物细胞中输送一种效应蛋白，以靶向HSP40-DRP复合物；这种靶向导致线粒体动态的扰动，从而抑制线粒体介导的植物免疫力。

图1 MoCDIP4有助于M. oryzae的致病性，并靶向水稻中的DnaJ蛋白OsDjA9

图2 MoCDIP4在ER中与OsDjA9共定位

图3 OsDjA9与DRP OsDRP1E相互作用，负向调节水稻免疫力

图4 MoCDIP4通过降低OsDjA9与OsDRP1E的关联，以竞争方式稳定OsDRP1E

图5 OsDRP1E和OsDjA9影响水稻线粒体的动态变化

图6 一个工作模型说明了M. oryzae如何影响线粒体动态和植物免疫力

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