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美国研究发现能够帮助植物抵抗细菌感染的机制
日期:2019-03-25 作者:编译:王爱玲 来源:农科智库 点击:
     日前,美国加州大学河滨分校植物病理研究小组发现,植物中有一种调节性遗传机制有助于抵抗细菌感染。通过这种分子调节机制,研究人员可以诱发作物对细菌性病原体的免疫反应。研究结果刊登于《自然-通讯》杂志。
    研究小组以拟南芥为试材研究发现,RNA干扰机制中的主要核心蛋白AGO蛋白质,在细菌感染过程中被一个称为“翻译后修饰”(post-translationalmodification)的过程所控制。这个过程控制着AGO蛋白质及其相关的小RNA的水平,小RNA是通过干扰基因表达来调节生物过程的分子。这在调节RNA干扰机制方面提供了双重安全性。RNA干扰(RNA interference,简称RNAi)是许多生物体用来调节基因表达的重要细胞机制,包括关闭基因,也被称为“基因沉默”。
    此前的一项研究发现,拟南芥的10种AGO蛋白质中有一种由细菌感染诱发的蛋白有助于植物免疫——这种蛋白的水平越高,植物的免疫能力就越强。然而,高水平的蛋白质会限制植物的生长。
    在正常的植物生长条件下,AGO蛋白及其相关的小RNA被精氨酸甲基化(AGO蛋白的一种翻译后修饰)很好地控制。这可以调节AGO蛋白并防止其积聚到高水平。与AGO蛋白相关的小RNA也被阻止积累到更高的水平,从而使植物为生长节省能量。
    然而,在细菌感染过程中,AGO蛋白质的精氨酸甲基化被抑制,从而导致AGO蛋白及其相关的小RNA的积累,这些小RNA有助于植物免疫。这两个变化共同作用,使植物既能生存又能自我保护。
    如果在正常条件恢复后,AGO蛋白质和相关的小RNA保持在如此的高水平,将不利于植物生长。但在正常条件下恢复的AGO蛋白质的翻译后修饰降低了AGO蛋白质和小RNA的水平以促进植物生长。
    所有植物都具有RNAi机制,以及与植物免疫相关的AGO蛋白质的等效物。RNA沉默在所有哺乳动物、植物和大多数真核生物中都存在。
此这项研究之前,病原体攻击过程中,AGO蛋白是如何被控制的,以及植物的免疫应答是如何被RNAi机制调节的,一直是个谜。该研究首次揭示了翻译后修饰调控植物免疫应答中的RNAi机制。
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