EDS1(enhanced disease susceptibility 1)蛋白zui初從擬南芥中鑒別出來(lái),后被證實(shí)是植物中廣泛抵御病原體感染的一種重要蛋白質(zhì)。盡管從發(fā)現(xiàn)至今已經(jīng)歷了漫漫20多個(gè)年頭,然而EDS1在分子水平上的作用機(jī)制對(duì)科學(xué)家們來(lái)說(shuō)仍是一個(gè)頗為難解之謎。破解這一謎題將有助于大大地增強(qiáng)農(nóng)作物的抗病能力,解決當(dāng)今面臨的“糧食緊缺”的問(wèn)題。生物通
一期的《科學(xué)》(Science)雜志上發(fā)表了兩篇研究論文,分別由來(lái)自美國(guó)和德國(guó)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的兩個(gè)研究小組揭示了EDS1激活植物免疫系統(tǒng)不同元件的機(jī)制。“新研究揭示了免疫反應(yīng)的區(qū)域化現(xiàn)象,這是一個(gè)非常不尋常的研究發(fā)現(xiàn),”美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院植物病理學(xué)、生理學(xué)及雜草科學(xué)系教授John M. McDowell表示。
同期的Science雜志上,McDowell以“Beleaguered Immunity”為題發(fā)表了一篇前瞻性文章(Perspective article)對(duì)這兩項(xiàng)成果進(jìn)行了詳細(xì)描述。“這兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)各自獨(dú)立地證實(shí)了關(guān)鍵性的發(fā)現(xiàn),兩篇文章相得益彰,”McDowell評(píng)價(jià)說(shuō)。生物通
長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)家們都認(rèn)為EDS1蛋白處于植物免疫系統(tǒng)防御*線的下游段,主要功能是傳遞來(lái)自上游的信號(hào)。McDowell 說(shuō):“這兩篇文章均證實(shí)EDS1在植物細(xì)胞中與監(jiān)控蛋白(surveillance proteins)產(chǎn)生了物理互作,并且EDS1似乎參與激活了來(lái)自植物細(xì)胞不同區(qū)室的不同免疫反應(yīng)。”
此外,研究還揭示了EDS1蛋白受到來(lái)自病原體的效應(yīng)蛋白(effector proteins)攻擊的機(jī)制。利用擬南芥(Arabidopsis)作為模式植物,丁香假單胞桿菌(Pseudomonas syringae)作為模式病原體,研究人員觀察到了丁香假單胞桿菌穿越植物細(xì)胞壁,分泌效應(yīng)蛋白靶向EDS1的過(guò)程。植物進(jìn)化形成了一個(gè)分子中樞系統(tǒng)(molecular hub),其中就包含了EDS1的監(jiān)護(hù)蛋白。當(dāng)EDS1遭受襲擊時(shí),監(jiān)控蛋白會(huì)迅速報(bào)警,激起各種免疫反應(yīng)以隔離感染。生物通
“這一新研究發(fā)現(xiàn)為預(yù)測(cè)病毒的作用機(jī)制提供了重要數(shù)據(jù),”McDowell說(shuō):“盡管目前對(duì)于監(jiān)控蛋白如何激活抗菌反應(yīng)還不是很清楚,然而詳細(xì)了解EDS1與監(jiān)控蛋白之間的互作將推動(dòng)科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)出保護(hù)EDS1對(duì)抗病原體攻擊的蛋白,使農(nóng)作物獲得更強(qiáng)的抗病力。”