小麦のレジストソームは,免疫受容体チャネルの共通の原理を定義する
Alexander Förderer1,2, Ertong Li1,2, Aaron W Lawson2
1Institute of Biochemistry, University of Cologne, Cologne, Germany.
Nature
|September 26, 2022
まとめ
植物核酸結合レシプター (NLR) はレジストソーム複合体を形成して免疫を誘発する. この研究では,小麦とアラビドプシスのNLRの構造とカチオンチャネルの活性が保存され,作物の改善が可能です.
科学分野:
- 植物免疫
- 植物 防御 の 分子 機構
- 構造生物学
背景:
- 植物細胞内核酸結合リピート受容体 (NLRs) は,病原体エフェクターを検出し,免疫反応を開始するために不可欠です.
- NLR (CNL) ZAR1を含むアラビドプシス・タリアナのコイルドメインは,間接的なエフェクタ認識により,免疫に必要なカルシウムチャンネルであるレジストソームを形成する.
- 異なる植物CNLにおけるレジストソーム形成とチャネル活動の保存は十分に理解されていません.
研究 の 目的:
- 小麦 CNL Sr35 とその効果体 AvrSr35 の構造と機能を研究する.
- 植物 CNL の間でレジストソーム形成とチャネル活動が保たれているかどうかを判断する.
- 農作物の改善のためのNLRの構造ベースのエンジニアリングの可能性を探求する.
主な方法:
- クリオ電子顕微鏡で,小麦Sr35-AvrSr35複合体 (Sr35抵抗体) の構造を決定する.
- Sr35レジストソームのチャネル活動を評価するための電気生理学的測定.
- 遺伝子組み換え小麦と大麦のNLRの生成と試験
主要な成果:
- ペンタメリックSr35-AvrSr35複合体 (Sr35レジストソーム) の冷凍-EM構造を決定し,Sr35への直接的エフェクタ結合を明らかにした.
- 保存されたアルギニンクラスターと"EDVID"モチーフの相互作用を含む,小麦Sr35とアラビドプシスZAR1レジストソームの間の構造的類似性は見つかりました.
- Sr35レジストソームは非選択的なカチオンチャネル活性を示した.
- ブドウと大麦でAvrSr35を認識するエンジニアリングされたNLR変種が生成されました.
結論:
- CNLレジストソームは,小麦Sr35とアラビドプシスZAR1の構造的および機能的類似性によって証明されるように,植物において進化的に保存されている.
- Sr35レジストソームは,ZAR1に似たカチオンチャネルとして機能する.
- NLRの構造ベースの工学は,作物の病害耐性を高めるために有望です.
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