Badanie wykazało, że receptory roślinne kontrolujące odporność i wzrost mają wspólne pochodzenie

Badanie wykazało, że receptory roślinne kontrolujące odporność i wzrost mają wspólne pochodzenie

Ten artykuł został zrecenzowany według Science Proces edycji
I Zasady.
Redaktorzy Przy zapewnieniu wiarygodności treści wyróżniono następujące cechy:

Weryfikacja faktów

Publikacja recenzowana

zaufane źródło

Korekta

Zarówno LRR-RLP związane z odpornością, jak i LRR-RLK związane ze wzrostem ewoluowały od wspólnego przodka, aby odziedziczyć cztery ostatnie LRR i zdolność wiązania wspólnego receptora BAK1. Receptor chimeryczny obejmujący domenę kinazy cytoplazmatycznej związanego ze wzrostem LRR-RLK w związanym z odpornością LRR-RLP aktywuje odpowiedź immunologiczną i wzrostową po wykryciu cząsteczki pochodzącej od patogenu. LRRpowtórzenie bogate w leucynę; RLPbiałko receptoropodobne; RLC, kinaza receptoropodobna. Źródło: Riken

× Zamknąć

Zarówno LRR-RLP związane z odpornością, jak i LRR-RLK związane ze wzrostem ewoluowały od wspólnego przodka, aby odziedziczyć cztery ostatnie LRR i zdolność wiązania wspólnego receptora BAK1. Receptor chimeryczny obejmujący domenę kinazy cytoplazmatycznej związanego ze wzrostem LRR-RLK w związanym z odpornością LRR-RLP aktywuje odpowiedź immunologiczną i wzrostową po wykryciu cząsteczki pochodzącej od patogenu. LRRpowtórzenie bogate w leucynę; RLPbiałko receptoropodobne; RLC, kinaza receptoropodobna. Źródło: Riken

Rośliny stale rozwijają nowe receptory odpornościowe dla ciągle zmieniających się patogenów. Naukowcy z Centrum Nauki o Zrównoważonych Zasobach RIKEN (CSRS) prześledzili pochodzenie i ścieżkę ewolucji roślinnych receptorów odpornościowych. Ich odkrycie ułatwi identyfikację genów receptorów odpornościowych na podstawie informacji genomicznych i może pomóc w opracowaniu upraw odpornych na patogeny. Badanie to zostało opublikowane w Komunikacja przyrodnicza.

Podobnie jak u zwierząt, rośliny posiadają odpowiedź immunologiczną, która pomaga im bronić się przed patogenami, takimi jak wirusy, bakterie, grzyby i grzyby. Zanim będzie można powstrzymać najeźdźców, należy ich najpierw wykryć, co osiągają receptory rozpoznające wzorce na powierzchni komórek roślinnych. Zdolność tych receptorów do wykrywania wzorców molekularnych związanych z patogenami zależy od dwóch typów białek, zwanych RLP i RLK, z których oba mogą zawierać powtórzenia bogate w leucynę, czyli sekcje, w których leucyna aminokwasowa pojawia się wielokrotnie.

Aby prześledzić ewolucję odporności roślin, międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez Kena Shirasu i Yasuhiro Kadotę z RIKEN CSRS zbadał liczbę i wzorce receptorów. Przeanalizowali ponad 170 000 genów kodujących RLK i około 40 000 genów kodujących RLP, które uzyskali z publicznie dostępnych danych dotyczących 350 gatunków roślin. Odkryli, że RLK i RLP z powtórzeniami bogatymi w leucynę są najliczniejszym typem receptora wśród wszystkich gatunków roślin i stanowią około połowę RLK i 70% RLP.

Wiadomo, że w regionach RLP i niektórych regionach RLK występuje specjalny region wyspiarski niezbędny do rozpoznawania części patogenów. Badanie przeprowadzone przez zespół RIKEN CSRS ujawniło, że wśród RLP zawierających powtórzenia bogate w leucynę ten konkretny region prawie zawsze znajdował się w tym samym miejscu; Pomiędzy czwartym a piątym powtórzeniem, które jest bogate w leucynę. Stwierdzono, że te RLP są powiązane z odpowiedziami immunologicznymi. Zespół odkrył również, że region wyspiarski znajduje się w tym samym miejscu w niektórych RLK, z których prawie wszystkie należą do grupy funkcjonalnej regulującej wzrost i rozwój.

Analiza porównawcza wykazała, że ​​sekwencja czterech powtórzeń poniżej obszaru wyspowego była bardzo podobna w przypadku obu typów detektorów białek, co sugeruje, że mają one wspólne pochodzenie ewolucyjne. W szczególności te cztery zestawy powtórzeń leucyny zawierają sekcje niezbędne do związania się z tym samym koreceptorem, zwanym BAK1. Oznacza to, że RLP związane z odpornością i RLK związane z rozwojem odziedziczyły zdolność wiązania BAK1 od wspólnego przodka.

„Co ciekawe, odkryliśmy, że wymiana czterech regionów bogatych w leucynę powtórzeń między tymi receptorami nie zakłóca ich funkcji” – mówi Bruno Pok Man Njo, który przeprowadził badanie. Stworzenie receptora hybrydowego poprzez połączenie RLK związanego ze wzrostem i RLP związanego z odpornością zaowocowało receptorem hybrydowym, który rozpoznaje patogeny i stymuluje odpowiedzi immunologiczne i związane ze wzrostem. Oznacza to, że naukowcy powinni być w stanie zaprojektować receptory o nowych funkcjach poprzez zamianę tych modułów.

W badaniu tym zajęto się początkami odporności roślin na poziomie molekularnym i wykazano, że jednoczesna analiza informacji z wielu genomów roślin może umożliwić bezpośrednie i dokładne przewidywanie genów zaangażowanych w odporność i wzrost roślin.

„Obecnie izolujemy receptory odpornościowe z różnych roślin, korzystając z tych informacji, z myślą o praktycznych zastosowaniach, takich jak opracowanie w przyszłości upraw odpornych na choroby” – mówi Shirasu.

więcej informacji:
Ścieżka ewolucyjna receptorów rozpoznawania wzorców u roślin. Komunikacja przyrodnicza (2024). doi: 10.1038/s41467-023-44408-3

Informacje o magazynie:
Komunikacja przyrodnicza


READ  Nowy wyciek Apple ujawnia bardzo potrzebną ulepszoną funkcję iPhone'a

Halsey Andrews

„Lekarz gier. Fanatyk zombie. Studio muzyczne. Kawiarni ninja. Miłośnik telewizji. Miły fanatyk alkoholik.

Rekomendowane artykuły

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *