这些蛋白用“自杀”抗击外来入侵者

2019-04-15 10:06 来源:中国青年报 编辑:罗丹 [评论][投诉][发帖][投稿]

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这些蛋白用“自杀”抗击外来入侵者

本报讯(中国青年报·中青在线记者 邱晨辉 叶雨婷 实习生 王艺霏) 像动物一样,植物也有免疫力,不过它们的免疫关键因子——“抗病蛋白”是如何抗击入侵者的,却不为人所知。如今中国科学家在国际上首次发现由植物“抗病蛋白”组成的“抗病小体”,并成功解析其电镜结构,揭示其管控和激活的核心机制,在一定程度上破解了这一科学“谜题”。

近日,这一由清华大学教授柴继杰团队、中科院遗传发育所研究员周俭民团队、清华大学教授王宏伟团队合作完成的研究成果,以两篇长文形式在国际学术期刊《科学》(Science)在线发表。

中国科学院院士李家洋、康乐和中国工程院院士康振生评价这一成果时均表示,这是植物免疫领域的“里程碑式”的研究成果。美国科学院院士Jeffery Dangl、英国皇家学会会士Jonathan Jones也在同一期《科学》杂志上高度评价这一重大突破:“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。”

事实上,早在25年前,科学家就发现了植物细胞内发挥免疫功能的“抗病蛋白”,但周俭民告诉记者,多年来科学界一直未能破解“抗病蛋白”如何防控病菌侵害这个“谜团”,如今这项最新研究则解释了这一防御机理。

按照科学家的说法:病原细菌通过向宿主发送“致病蛋白”,来破坏植物的免疫力;而植物则利用特殊的“诱饵蛋白”,感知到“致病蛋白”的活动并将信息传递给植物的“抗病蛋白”;后者被激活后,5个一组抱团形成“抗病小体”;在受到外来病菌侵袭后,“抗病小体”可直接在细胞质膜上发出“自杀指令”,让植物细胞与病虫害“同归与尽”。

就是通过这种方式,“抗病小体”保护了其他健康细胞不受感染。

在实际生活中,为了减少损失,农业生产中不得不大量施用化学农药,但这又对环境、人类健康、和农业可持续发展带来了挑战。在保护作物的同时,减少化学农药的施用,成为摆在农业生产者和科学家面前的一道难题。

柴继杰表示,解决这一问题的关键,就存在于植物细胞中——植物细胞内数目众多的“抗病蛋白”。这些蛋白发现病菌后,迅速启动植物防卫反应,杀死病菌,从而保护植物免受侵害。利用“抗病蛋白”,设计新型抗病虫育种,就有望大大减少化学农药的施用。

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关键词: 入侵者 外来 蛋白

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