Annual Review of Plant Biology | 植物和动物细胞内守护者NLRs的比较概述！

Original 知今 Ad植物微生物 2022-11-03

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植物复杂的先天免疫系统可以防止多种病原体的感染（Nature | 重磅！英国塞恩斯伯里实验室Jonathan Jones团队揭示植物细胞表面和细胞内受体共同激活对病原菌的防御！Nature | 重磅！中科院植生所辛秀芳团队揭示模式识别受体是NLR介导的植物免疫所必需的！）。细胞表面免疫受体（通常称为模式识别受体（PRRs））感知保守的微生物相关分子模式（MAMPs）、病原体相关分子模式（PAMPs）或宿主衍生的损伤相关分子模式（DAMPs）。配体感知后，PRRs激活免疫反应，从而抑制非适应性病原体的增殖（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！Science | 专家点评：植物NLR免疫受体与植物防御反应！）。这些免疫反应包括活性氧（ROS）的快速产生、产生氧化性迸发以及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）级联反应的启动。病原体利用多种机制来促进其感染，其中最重要的是扰乱宿主PRR蛋白功能和其他免疫相关过程的效应蛋白的分泌。为了抵消效应蛋白引起的扰动并阻止病害的发展，植物已经进化出细胞内核苷酸结合结构域（NBD）和富含亮氨酸重复序列（LRR）受体（NLRs）来感知病原体效应蛋白，并随后发起强大的免疫反应。NLR介导的免疫反应显示出与PRR介导的反应既不同又相似的分子特征，并且通常伴随着称为超敏反应（HR）的细胞死亡现象（Nature Reviews Immunology | 重磅！Paul Schulze-Lefert综述NLR介导的植物免疫！Journal of Biological Chemistry | 深度解读植物免疫系统的分子基础！）。这些分子监测系统赋予了植物抗病能力，包括主要农作物上许多毁灭性病原体引起的病害。

动物的先天免疫系统类似地利用NLRs作为细胞内免疫受体。与植物NLR不同，动物NLR可以检测PAMPs和病原体分泌的效应蛋白。已经对一些动物NLR进行了生化和生物物理表征，一旦感知到它们的同源配体，其中的一些NLR就会形成称为炎症小体的多聚体复合物。

核苷酸结合域富含亮氨酸的重复受体（NLRs）在动植物的先天免疫系统中发挥着重要作用。最近，在NLR生物化学和生物物理领域的最新突破彻底改变了我们对NLR蛋白如何在植物免疫中发挥作用的理解。近日，国际植物学顶级期刊Annual Review of Plant Biology 发表了英国先正达Jealott's Hill国际研究中心Zane Duxbury、台湾中央研究院吳志航和英国东英吉利大学塞恩斯伯里实验室丁平涛的最新相关研究成果，题为A Comparative Overview of the Intracellular Guardians of Plants and Animals: NLRs in Innate Immunity and Beyond的综述论文。

在这篇综述中，科研人员总结了植物NLR生物学的最新见解，并与动物的NLR进行了直接比较。科研人员讨论了NLR在植物和动物中NLR识别其配体的不同机制。特别是，发现植物NLR抗性小体以与动物炎症小体相当的方式组装，这加强了植物和动物NLR复合体形成之间的惊人相似之处。此外，科研人员讨论了植物NLR介导免疫反应的机制，并对与动物中鉴定的类似机制进行了比较。最后，科研人员总结了目前对植物和动物体内NLRs形成的复杂遗传结构的认识，以及NLR在病原体检测之外的作用。NLR研究的新视野正在出现，科研人员通过讨论NLRs在病原体感知之外的作用，并引出持久未解的问题，来强调这些。