Nature Communications | 研究揭示拟南芥机械感知毛状体细胞诱导的免疫反应机制！

先天免疫是整个植物界和动物界的一条进化保守的防御前线。在植物中，模式识别受体（PRRs），如富含亮氨酸的重复受体样激酶（LRR-RLKs）和LRR受体蛋白（LRR-RPs），专门识别微生物相关分子模式（MAMPs）作为非自身分子，导致模式触发免疫（PTI）的激活以限制病原体的扩散。虽然适应的病原体已经进化出毒力效应蛋白，可以规避PTI，但植物也部署了抗病（R）基因，主要编码核苷酸结合的LRR蛋白，启动效应蛋白触发的免疫（ETI）。ETI通常最终导致超敏反应以及感染部位的急性和局部细胞死亡，同时伴随着防御相关基因的深刻转录变化以延缓病原体的生长。这些配体-受体系统主要依赖于细胞内钙浓度的瞬时增加，随后启动磷酸化依赖的信号级联，包括丝裂原激活的蛋白激酶（MAPKs）和钙依赖的蛋白激酶，这些信号级联协调了复杂的转录网络和免疫介质的活性。

2022年3月8日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了日本名古屋大学Yasuomi Tada团队的最新相关研究成果，题为Mechanosensory trichome cells evoke a mechanical stimuli–induced immune response in Arabidopsis thaliana的研究论文。

通过相应的宿主受体感知病原体的配体是真核生物先天免疫中的一个关键策略。在植物中，这得到了对侵染时间的昼夜预测的补充，即使在没有病原体威胁的情况下也能促进基础抵抗。在这篇文章中，科研人员报告了表皮上的毛状结构，直接感知外部机械力，包括雨滴，以预测拟南芥的病原体侵染。叶子表面暴露在机械刺激下，启动了细胞间钙波的同心传播，离开毛状体诱导防御相关基因。传播的钙波通过CALMODULIN-BINDING TRANSCRIPTION ACTIVATOR 3（CAMTA3）和丝裂原激活的蛋白激酶使植物对病原微生物产生有效的免疫。科研人员提出了一个植物免疫的早期层，其中毛状体作为机械感知细胞，检测潜在的风险。

图 ：毛状体启动细胞间钙波

图：毛状体是机械感觉细胞

图：机械感知的毛状体唤起了免疫反应

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