生命學(xué)院劉玉樂(lè)實(shí)驗(yàn)室首次報(bào)道了一個(gè)定位于質(zhì)膜的植物NLR免疫受體的信號(hào)結(jié)構(gòu)域, 并對(duì)其激活機(jī)制提供了新的透視
2020年4月27日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院劉玉樂(lè)實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際著名病原學(xué)雜志《公共科學(xué)圖書(shū)館―病原體》(PLOS Pathogens)上，在線發(fā)表題為“植物NLR免疫受體Tm-22的激活需要其NB-ARC結(jié)構(gòu)域協(xié)助CC結(jié)構(gòu)域進(jìn)行自我互作”（Plant NLR immune receptor Tm-22 activation requires NB-ARC domain-mediated self-association of CC domain）的研究論文。該研究通過(guò)結(jié)構(gòu)與功能分析，揭示植物抗病蛋白Tm-22 CC結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)開(kāi)啟下游免疫信號(hào)，其過(guò)程涉及NB-ARC結(jié)構(gòu)域自聚集對(duì)CC的功能進(jìn)行調(diào)節(jié)，首次報(bào)道了一個(gè)定位于細(xì)胞質(zhì)膜上的CC-NLR蛋白的信號(hào)起始結(jié)構(gòu)域，為細(xì)胞質(zhì)膜定位NLR蛋白的研究提供了借鑒意義。
Tm-22是來(lái)源于番茄的抗病毒基因，編碼一個(gè)CC -NLR 免疫受體。Tm-22通過(guò)識(shí)別煙草花葉病毒或番茄花葉病毒等煙草花葉病毒屬病毒的運(yùn)動(dòng)蛋白激活植物對(duì)病毒的極端抗性。Tm-22定位于細(xì)胞質(zhì)膜，含有CC、NB-ARC和LRR三個(gè)結(jié)構(gòu)域。該研究發(fā)現(xiàn)：病毒運(yùn)動(dòng)蛋白能誘導(dǎo)Tm-22自我聚集, Tm-22的CC結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)開(kāi)啟下游免疫信號(hào)，CC結(jié)構(gòu)域單獨(dú)表達(dá)就能引發(fā)細(xì)胞死亡，但是CC發(fā)揮功能需要兩個(gè)條件：細(xì)胞質(zhì)膜定位和自我相互作用。NB-ARC結(jié)構(gòu)域調(diào)節(jié)CC的功能，其結(jié)合ADP時(shí)抑制CC的功能，抑制CC引發(fā)的細(xì)胞死亡；而NB-ARC的MHD基序點(diǎn)突變（D481V）可以使NB-ARC模擬（d）ATP結(jié)合狀態(tài)，促進(jìn)CC功能，增強(qiáng)下游細(xì)胞死亡信號(hào)。研究表明（d）ATP結(jié)合狀態(tài)可以解除NB-ARC對(duì)CC結(jié)構(gòu)域的功能抑制，并且通過(guò)NB-ARC結(jié)構(gòu)域自我互作幫助CC結(jié)構(gòu)域進(jìn)行自我相互作用，進(jìn)而導(dǎo)致CC介導(dǎo)的細(xì)胞死亡表型。同樣，病毒及其運(yùn)動(dòng)蛋白能誘導(dǎo)Tm-22全長(zhǎng)蛋白的自我聚集，也是通過(guò)促進(jìn)CC結(jié)構(gòu)域自我互作，開(kāi)啟下游免疫信號(hào)（見(jiàn)圖1）。
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生王君竹和陳天元博士為論文第一作者，劉玉樂(lè)教授為論文的通訊作者。
圖1 ：Tm-22激活模式圖
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