植物免疫蛋白家族如何赋予植物抗病性？

一项新研究深入揭示了植物免疫蛋白家族如何赋予植物抗病性。该研究以同一研究团队之前的研究为基础，进一步强调了植物和动物免疫系统中这一蛋白家族结构的相似性。

由德国科隆大学植物科学研究所和 CEPLAS 植物科学卓越中心的Takaki Maekawa博士领导的这项研究以"Cytoplasmic calcium influx mediated by plant MLKLs confers TNL-triggered immunity"为题发表在《细胞宿主与微生物》（Cell Host & Microbe）杂志上。

尽管植物和动物在生理、栖息地和营养需求方面存在差异，但它们都面临着必须保护自己免受有害微生物侵害的挑战。该研究团队现在发现了一个植物蛋白家族的新生化功能，它类似于所谓的混合系激酶结构域样蛋白（MLKLs），后者通过破坏质膜诱导动物细胞程序性死亡。在这项最新研究中，研究人员深入研究了植物 MLKL 蛋白的功能。他们的研究结果表明，这些蛋白在调节细胞内的钙离子浓度方面起着至关重要的作用，而钙离子浓度负责先天性免疫反应，这与动物 MLKLs 的潜在功能如出一辙。研究人员首先发现，当植物用来产生信号分子的所谓烟酰胺腺嘌呤二核苷酸水解酶（NAD酶）被激活时，用绿色荧光蛋白（GFP）标记的植物MLKL蛋白就会在模式植物拟南芥和烟草的质膜上聚集成小点。这表明观察到的聚类现象是植物中的普遍现象。进一步研究发现，当信号分子产生时，植物 MLKL 蛋白的点状形成需要 EDS1-SAG101 支架蛋白复合物。此外，活化的植物 MLKLs 在应对细菌攻击时需要维持较高的细胞质钙离子水平。MLKL 介导的细胞质钙离子协同作用的增加很可能进一步激活了下游免疫机制。与细菌病原体相比，没有功能性 MLKL 的植物突变体对白粉病等丝状病原体高度敏感。这一观察结果表明，MLKLs 在植物免疫中发挥着微妙的作用，但会随着病原体侵染方式的不同而变化。TNL 触发免疫过程中植物 MLKL 介导的[Ca²⁺]_cyt 内流模型在今后的研究中，研究人员将致力于发现植物 MLKLs 功能背后的分子细节，以解释突变植株对不同病原体类型的不同敏感性。接下来的目标是研究 MLKLs 如何在空间和时间上调节组织环境中的免疫力，以及这种激活如何导致植物有效地抵御病原体的侵袭。最后，这项研究揭示了植物和动物 MLKLs 激活的一些共同调控过程，而激活的动物 MLKL 如何诱导质膜损伤仍未完全定性。由于本研究显示活化的植物 MLKLs 可调节钙离子浓度，因此人们期待动物 MLKL 在调节钙离子平衡方面发挥作用。