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Nature Reviews Immunology | 重磅!Paul Schulze-Lefert综述NLR介导的植物免疫!

知今 Ad植物微生物 2022-11-03

动物和植物免疫系统利用细胞内核苷酸结合寡聚域(NOD)类受体(NLRs)来检测病原体,导致免疫反应的激活,这些反应往往与宿主细胞局部死亡有关(Science | 清华大学和马普所重磅研究!植物免疫受体:一个巴掌拍不响!Science | 重磅!加州伯克利研究揭示植物抗病小体ROQ1识别病原菌效应蛋白新机制!Cell Host Microbe | 重磅!德国马普所发现植物独立进化出了与动物相似的免疫蛋白家族Journal of Biological Chemistry | 深度解读植物免疫系统的分子基础!)。脊椎动物NLR检测的分子模式在进化上是保守的,并且经历了相对较少的拷贝数扩张,而植物NLR检测的致病因子在植物病原体种群中往往是多样化的,因此植物NLR也经历了平行的多样化(New Phytologist | 德国马克斯普朗克植物育种所柴继杰课题组综述植物防御中的结构生物学!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)。

2020年12月8日,国际顶级学术期刊Nature Reviews Immunology发表了德国马克斯·普朗克植物育种研究所(Display your talent!走进德国马克斯普朗克植物育种研究所!)Paul Schulze-Lefert教授(近5年37篇高水平文章!Paul Schulze-Lefert院士团队在先天免疫和植物菌群领域取得重大进展!团队的最新相关研究成果,题为NOD-like receptor-mediated plant immunity: from structure to cell death的综述性论文。



植物NLRs感知具有酶促毒理活性的毒力因子的存在往往是通过其对宿主靶蛋白的修饰而间接感知的。相比之下,没有酶活性的植物致病毒力因子通常是由NLRs通过其结构直接识别的。结构和生化分析表明,植物病原体的间接识别和直接识别都会触发植物NLRs的低聚化,使其成为活性复合物。组装成三层环状结构已成为植物和动物中NLR激活的共同原理,但具有不同的氨基末端结构域,可启动不同的信号传导途径。总的来说,这些分析表明宿主细胞膜是激活的植物NLR的汇聚点,而细胞离子稳态的破坏是NLR触发细胞死亡信号传递的一个可能的主要因素。

图1:跨病原体谱系的植物NLR介导的非自我识别模式

图2:植物NLR与病原体效应因子之间的共同进化军备竞赛

图3:ZAR1抗病小体形成示意图

图4:植物和脊椎动物的ZAR1卷曲螺旋(CC)域与CC和HeLo类域结构的四螺旋束之间的比较

图5:ZAR1卷曲螺旋(CC)域形成的预测孔的大小与成孔蛋白形成的孔明显不同

图6:描述TIR型NLR介导的植物免疫力的当前模型的示意性总结

图7:推测参与NLR介导的膜扰动有关的信号传导途径的示意图

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