Plant Cell | 中科院微生物所刘俊团队揭示效应蛋白促进植物铁吸收和病原体定殖的机制！

铁（Fe）对于几乎所有生物都是必不可少的元素。铁的催化功能是细胞过程中许多关键酶所必需的，例如DNA合成和能量产生。缺铁会导致人类贫血和植物萎黄，则会因诱导游离的Fe2+催化的Fenton反应而产生危害。Fenton反应产生的羟自由基会破坏DNA并导致蛋白质或脂质过氧化。由于铁的重要性，许多生物，包括侵染过程中的病原体，已经发展出复杂的策略来获取或封存铁以维持铁稳态。

铁稳态的控制对于宿主抵抗病原体侵染也很重要。脊椎动物的一种防御策略是通过调节铁代谢来扣留铁，以减少病原体的增殖，这一过程被称为“营养免疫”。铁的状态也影响植物的免疫反应。例如，铁饥饿的拟南芥植物表现出对细菌病原体Dickeya dadantii和真菌病原体Botrytis cinerea的抗病性增强。但是，根据病原体的侵染模式，植物可以通过激活Fenton反应来增加局部铁的积累，从而产生剧毒的羟基自由基，从而减少侵染。

从不同物种获取营养物质对于病原菌定殖是必要的条件。铁是几乎所有生物体必需的矿物质营养元素，但人们对病原体如何操纵植物宿主获取铁知之甚少。国际顶级植物学期刊The Plant Cell发表了中国科学院微生物研究所刘俊团队的最新相关研究成果，题为Bacterial effector targeting of a plant iron sensor facilitates iron acquisition and pathogen colonization的研究论文。

在这篇文章中，科研人员报告说，丁香假单胞菌传递到植物的效应蛋白AvrRps4与植物铁传感器蛋白BRUTUS（BTS）相互作用并以其为靶点，以促进拟南芥中铁的吸收和病原体的增殖。表达AvrRps4的丁香假单胞菌（Pst）DC3000对rps4和eds1的侵染导致了铁积累，尤其是在植物质外体中。AvrRps4减轻了BTS介导的bHLH115和ILR3（IAA-Leucineresistant 3）这两种铁调节蛋白的降解。此外，BTS对于Pst（avrRps4）侵染后在转录和蛋白质水平上积累免疫蛋白EDS1都很重要。科研人员的发现表明，AvrRps4靶向BTS以促进铁的积累，而BTS有助于RPS4/EDS1介导的免疫反应。

图1. 铁缺乏响应突变体对Pst和Pst（avrRps4）的侵染有反应

图2. AvrRps4与铁响应调节因子BTS相互作用

图3. AvrRps4减轻了BTS介导的bHLH115和ILR3的降解

图4. AvrRps4促进植物质外体中铁的积累

图5. AvrRps4识别组件本质上参与了BTS介导的铁调节模块

图6. BTS稳定EDS1

图7. 铁捕获中AvrRps4的工作模型

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