水稻所在植物寄生线虫调控寄主自噬体通路方面取得新进展
近日,广东省农业科学院水稻研究所联合康奈尔大学在植物学知名杂志New Phytologist (中科院一区,IF=10.323)上发表题为“A key virulence effector from cyst nematodes targets host autophagy to promote nematode parasitism”的研究论文。水稻所陈建松博士为论文的第一作者,康奈尔大学陈石燕博士为论文的共同第一作者。康奈尔大学王晓红教授为该论文的通讯作者。
自噬是真核生物中一种高度保守的生物学过程,它利用双层膜结构的自噬体来隔离和运输细胞质物质,并与溶酶体融合进行降解和再循环。在植物中,自噬是植物免疫的一个重要组成部分,是植物-病原体相互作用的关键战场,已成为病原微生物效应蛋白的重要靶点。然而,目前对植物细胞自噬在线虫寄生过程中的作用还知之甚少。
本研究从植物寄生线虫上鉴定到一个含有自噬相关蛋白(ATG8)互作结构域AIM(ATG8族蛋白作用域)的效应蛋白NMAS1。通过烟草瞬时表达、免疫共沉淀(Co-IP)、双分子荧光互补(BiFC)、基因编辑和过表达等方法,证明了线虫通过分泌效应蛋白NMAS1到寄主组织中,调控寄主自噬途径促进其寄生。此研究首次发现自噬体参与到线虫与寄主植物相互作用的过程中,同时揭示了线虫通过进化出含有保守AIM结构域的效应子,靶向寄主自噬的核心蛋白ATG8来抑制植物的先天免疫系统的分子机理。
图1 GrNMAS1通过AIM结构与自噬相关蛋白StATG8-1.1互作
(a)GrNMAS1含有两个的ATG8相互作用的AIM结构域。(b,c)免疫共沉淀(Co-IP)和双分子荧光互补(BiFC)实验证明GrNMAS1的AIM2结构域突变后无法与植物中的StATG8-1.1相互作用。(d)GrNMAS1的AIM2结构域突变后无法抑制flg22诱导的活性氧(ROS)的迸发。
原文连接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18609。