loading

[吳志航] 植物複雜免疫受體網路的起源

Sakai et al., 2024 The Plant Cell

NRC0基因簇在胡蘿蔔、咖啡、蕃薯及番茄的基因體中具有保守性

植物利用含有核苷酸結合域和富含亮氨酸重複序列的蛋白質 (NLRs) 作為細胞內免疫受體,以識別病原體效應蛋白並限制病原體的擴散。儘管有些NLRs單獨作用,許多NLRs特化為偵測型NLRs來檢測病原體效應蛋白,及輔助型NLRs來介導免疫反應。在茄科植物中,NRC免疫受體網絡由這類偵測型和輔助型NLRs組成。在此研究中,我們利用系統基因組學來追蹤NRC家族的進化。我們發現NRC0是唯一在菊類植物中具有保守性的NRC家族成員,且經常與其他依賴NRC的偵測型NLRs形成基因簇。因此我們提出NRC網絡的起源是一個在菊類植物早期進化中存在的輔助型-偵測型NLR基因簇的假說。我們藉由證明番茄、野生甘薯、咖啡和胡蘿蔔的基因簇中的偵測型NLR 需透過NRC0來引發過敏性細胞死亡來驗證這一假說。此外,偵測型NLR的活化會誘導NRC0形成高分子量複合物,類似於其他NRCs。我們的研究結果描繪了NRC網絡在過去1.25億年的進化動態,從一個保守的基因簇演變為一個高度歧異化的的免疫受體網絡。

本研究與日本京都大學Dr. Hiroaki Adachi及英國塞恩斯伯里實驗室Dr. Sophien Kamoun團隊進行合作。

Sakai T, Contreras MP, Martinez-Anaya C, Lüdke D, Kamoun S, Wu CH, Adachi H. 2024. The NRC0 gene cluster of sensor and helper NLR immune receptors is functionally conserved across asterid plants. The Plant Cell.