Trends in Plant Science | 能促进病害也能引发植物抗性的双重功能蛋白！

植物病原菌将效应蛋白注入植物宿主细胞以促进病害。编码核苷酸结合的富含亮氨酸的重复蛋白（NLR）的植物抗性（R）基因介导了对功能和结构多样化的微生物效应蛋白的识别，包括来自黄单胞菌属的转录激活因子类效应蛋白（TALEs）。TALEs与植物启动子结合，转录激活促进病害的宿主易感性（S）基因或诱导细胞死亡的执行蛋白型R基因。令人困惑的是，除了NLR之外，植物还含有接收TALE的执行蛋白型R基因，这些基因也介导对含有TALE的黄单胞菌的识别。

2021年12月16日，国际权威学术期刊Trends in Plant Science发表了比利时根特大学Moritz Nowack和德国图宾根大学Thomas Lahaye团队的最新相关研究成果，题为TALE-induced cell death executors: an origin outside immunity?的观点综述论文。科研人员介绍了关于TALE的可进化性的最新发现，这表明执行蛋白的原生功能不是在植物免疫方面，而可能是在调节发育控制的程序性细胞死亡（PCD）过程方面。

• 黄单胞菌将类似转录激活因子的效应蛋白（TALEs）注入植物细胞，TALEs与植物启动子中的效应蛋白结合元件（EBEs）结合，转录激活下游的宿主易感基因以促进病害。

• 一些植物基因型包含可转录激活的细胞死亡诱导基因，称为执行蛋白，其前面有TALE亲和的EBEs。根据定义，这种配备了EBE的执行蛋白等位基因是抗性（R）基因，因为它们的存在提供了对含有TALE的黄单胞菌的保护。

• 最近的研究发现，TALEs可以通过重新排列其模块化的DNA结构域来迅速改变其序列特异性，以规避匹配的执行蛋白型R基因的检测。进化的证据表明，执行蛋白的原生功能很可能不是在植物免疫方面，而是在调节程序性细胞死亡方面，可能是在植物发育过程的背景下。

图1.转录激活因子类效应蛋白（TALE）对植物基因的转录激活

图2.转录激活因子类效应蛋白（TALE）-DNA相互作用的结构基础

图3.具有双重功能的转录激活因子类效应蛋白（TALEs），可以促进病害或引发植物抗性

图4.转录激活因子类效应蛋白（TALE）重复重排对核苷酸结合的富含亮氨酸的重复（NLR）和执行蛋白介导识别的影响

图5.执行蛋白抗性（R）基因和编码的执行蛋白的结构和功能特征

图6.执行蛋白基因的转录激活

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