Science：酪氨酸磷酸化是植物免疫系统对抗致病菌的关键

植物的生存环境非常复杂，长期以来一直面临着真菌、细菌和病毒的侵袭。为了抵御病原体的入侵，植物经过漫长的进化逐渐形成了一套复杂高效的保护机制，即植物的免疫系统。当植物检测到微生物分子时，就会激活免疫应答防止疾病发生。此前，人们已经发现了一些植物用来感知微生物分子的免疫受体，但还不清楚这些受体的激活机制。

研究人员发现，酪氨酸的磷酸化是植物免疫受体激活的关键。磷酸化是真核生物细胞中最普遍的一种翻译后修饰，是控制分子开/关的常见机制，对于细胞的正常功能必不可少。磷酸化涉及了多种细胞活性的调控，包括细胞周期、细胞分化、细胞代谢和细胞通讯等等，而且异常的磷酸化事件与许多疾病有关。

人们早就发现，在动物细胞中磷酸化对于受体激活具有必不可少的作用。磷酸化调控出现问题，往往与一些重要的慢性疾病有关。而这项研究首次向人们展示，磷酸化也发生在植物的免疫受体上。

“这一发现为我们开辟了提高农作物抗病能力的新途径。人们可以在这项研究的基础上，想办法优化植物的免疫系统，帮助它们识别和应对病原体微生物，”Cyril Zipfel教授说。

“另外，这一发现也可以帮助我们进一步理解植物和动物细胞中的信号传导。”

研究人员还发现，致病菌能够利用植物细胞自身分泌的酶，来对抗植物的免疫应答。它们可以在这种酶的帮助下，去除植物免疫受体上的酪氨酸磷酸化，从而阻断整个信号传导路径。如果这些细菌成功抑制了植物的免疫应答，就会使植物患上相应的疾病。

“我们的研究显示，植物宿主和病原体针对磷酸化的控制权展开了一场争夺战，”第一作者Dr Alberto Macho说。“能否控制这种免疫受体的激活机制，决定着植物是保持健康还是出现疾病”。

原文摘要：

A Bacterial Tyrosine Phosphatase Inhibits Plant Pattern Recognition Receptor Activation

Alberto P. Macho, Benjamin Schwessinger, Vardis Ntoukakis, Alexandre Brutus, Cécile Segonzac,Sonali Roy, Yasuhiro Kadota, Man-Ho Oh, Jan Sklenar, Paul Derbyshire, Rosa Lozano-Durán,frederikke Gro Malinovsky, Jacqueline Monaghan, Frank L. Menke, Steven C. Huber, Sheng Yang ,Cyril Zipfel

Innate immunity relies on the perception of pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) by pattern-recognition receptors (PRRs) located on the host cell’s surface. Many plant PRRs are kinases. Here, we report that the Arabidopsis receptor kinase EF-TU RECEPTOR EFR, which perceives the elf18 peptide derived from bacterial elongation factor Tu, is activated upon ligand binding by phosphorylation on its tyrosine residues. Phosphorylation of a single tyrosine residue, Y836, is required for activation of EFR and downstream immunity to the phytopathogenic bacterium Pseudomonas syringae. A tyrosine phosphatase, HopAO1, secreted by P. syringae, reduces EFR phosphorylation and derails subsequent immune responses. Thus host and pathogen battle to take control of PRR tyrosine phosphorylation used to initiate anti-bacterial immunity.

标签: 免疫受体激活 致病菌 酪氨酸磷酸化 植物免疫系统

作者：生物帮 点击：次