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        中国科学家发现植物细胞自杀神器

        2019年04月05日07:06  来源人民网
         

        人民网北京4月5日电赵竹青记者从中国科学院获悉近日我国科学家在植物免疫研究领域取得历史性的重大突破研究首次发现植物细胞内存在一种自杀神器它就是植物免疫关键因子抗病蛋白组成的形似风火轮的抗病小体研究成功解析了抗病小体的电镜结构从分子层面上揭示了抗病蛋白管控和激活的核心机制

        这一发现为更好地利用抗病蛋白提供了新的可能利用抗病蛋白发展新的病虫害防控手段将大大减少化学农药的施用中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋院士说抗病蛋白高分辨度结构和作用机制的解析将为设计抗广?#20303;?#25345;久的新型抗病蛋白发展绿色农业奠定了核心理论基础

        该研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民团队和清华大学柴继杰团队王宏伟团队联合完成相关成果以两篇长文形式于2019年4月5日发表在国际权威学术期刊科学上

        像动物一样植物在生长过程中也会不断受到病毒细菌真菌昆虫的侵袭周俭民告诉记者经过漫长的进化植物逐渐发展出一套复杂精细的免疫系统能够对这些入侵奋起反抗其中的关键角色抗病蛋白作为监控病虫侵害的哨兵和动员植物防卫系统的指挥官被发现?#20004;?#24050;有二十多年但人们仍然不清楚它们的工作原理

        周俭民团队在2008年提出了植物抗病的诱饵模型假说此后的?#20013;?#30740;究又发现了多个支持诱饵模型的分子证据以及病原细菌和植物之间令人惊叹的攻防策略病原细菌是通过向宿主发送致病蛋白来精准破坏植物的免疫力而植物则利用特殊的诱饵蛋白?#20445;?#24863;知到致病蛋白的活动并将信息传递给植物的抗病蛋白迅速激活免疫?#20174;?#28165;除细菌

        抗病蛋白被激活后又是如何工作的呢柴继杰团队十几年来长期致力于破解抗病蛋白结构这一世界难题并在近年在解析与植物抗病蛋白相似的炎症小体结构中取得突破这为解析植物抗病蛋白打下了基础这次三个科学团队各展所长通力合作终于利用先进的冷冻电镜方法?#30784;?#21040;了抗病小体漂亮的风火轮结构

        与此同时植物抗病的神奇过程也获得全面解析被激活的抗病蛋白5个一组抱团形成抗病小体?#20445;?#20316;用于细胞膜后引?#38469;?#24863;染细胞自杀并与病菌同归于尽?#21592;?#25252;其他健康细胞不受感染

        研究还发现植物抗病小体的组装方式结构与功能与动物免疫中的炎症小体惊人地相似展现了在不同生命形式中进化对免疫形成的力量

        研究阐明了抗病蛋?#23376;?#38745;息状态经过中间状态最终形成抗病小体的生化过程揭示了抗病小体的工作机制该项工作填补了人们25年来对植物抗病蛋白?#29616;?#30340;空白为研?#31185;?#23427;抗病蛋白提供了范?#23613;?/p>

        科学杂?#23601;?#26399;发表了国际植物抗病研究权威科学家Jeffery Dangl和Jonathan Jones撰写的专文评述高度评价这一重大突破性成果首个抗病小体的发现为植物如何控制细胞死亡和免疫提供了线索植物学报同时发表国际著名植物抗病专家李?#24247;?#20154;的专文评述将该项成果称作是植物免疫研究的里程碑事件

        英国皇家学会会士?#20998;?#31185;学院院士Kamoun教授甚至拍了一个短视频来表达自己的兴奋之情他在视频中说这真是一个令人震惊和漂亮的结构更让人振奋的是他们提出了一个我们领域从?#20174;?#36807;的全新模型将会给植物免疫领域带来很多启示

        五聚抗病小体结构顶部(左)和侧面(右)视图

         

        (责编李枫袁勃)

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