細(xì)菌會(huì)破壞植物時(shí)鐘基因以減輕免疫反應(yīng)（2020.4.6 iPlants）

越來越多的證據(jù)表明，生物脅迫反應(yīng)受植物中生物鐘的調(diào)控，但尚不清楚宿主-病原體相互作用如何影響時(shí)鐘。2020年3月26日，Current Biology雜志在線發(fā)表了來自阿根廷布宜諾斯艾利斯中央科學(xué)研究所Marcelo J. Yanovsky課題組題為“Bacterial Infection Disrupts Clock Gene Expression to Attenuate Immune Response”的研究論文。該研究揭示了細(xì)菌感染時(shí)會(huì)破壞植物時(shí)鐘基因表達(dá)以減輕植物的免疫反應(yīng)。

該研究為了更好地理解免疫和晝夜節(jié)律信號網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用，首先通過觀察已知免疫反應(yīng)受損的擬南芥突變體是否在光或時(shí)鐘調(diào)節(jié)過程中也顯示出改變。該研究發(fā)現(xiàn)之前認(rèn)為對丁香假單胞菌易感的eds4突變體中的胚軸伸長比WT對紅光和白光（而不是藍(lán)光）的敏感性低。此外，與WT相比，eds4的晝夜節(jié)律運(yùn)動(dòng)周期更長，同時(shí)晝夜節(jié)律和時(shí)鐘基因的表達(dá)譜也發(fā)生了變化。因此，eds4突變體除了增強(qiáng)的疾病易感性表型以外，還顯示出光形態(tài)發(fā)生和晝夜節(jié)律缺失。

由于之前EDS4突變體的易感表型不穩(wěn)定，導(dǎo)致圖位克隆失敗，現(xiàn)在該研究通過測序及時(shí)鐘表型克隆該基因?yàn)闃?gòu)成核孔復(fù)合體（NPC）的核孔蛋白之一NUP205基因。該研究通過NUP205突變體遺傳學(xué)方法證實(shí)了該結(jié)果的正確性。

那么核孔復(fù)合體如何影響上述這些表型呢？該研究假設(shè)可能是mRNA和/或蛋白質(zhì)的特定子集的核質(zhì)運(yùn)輸改變的直接結(jié)果。因此，該研究發(fā)現(xiàn)在eds4突變體的差異表達(dá)的基因中，核心時(shí)鐘基因有很強(qiáng)的富集，并且核相對總mRNA的積累增加了。有趣的是，最早在感染后1小時(shí)，野生型（WT）植物中丁香假單胞菌的感染就下調(diào)了多個(gè)早晨核心時(shí)鐘基因的表達(dá)，包括LNK基因家族的所有成員，而這種效應(yīng)在eds4中就減弱了。此外，lnk突變體比WT更易感染丁香假單胞菌感染。

綜述所述，該研究發(fā)現(xiàn)植物中細(xì)菌感染后的早期事件包括核心時(shí)鐘基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的非?？焖俚闹匦屡渲?，其反過來又將免疫應(yīng)答作為其輸出的一部分進(jìn)行控制。這種轉(zhuǎn)錄重編程在某種程度上需要功能性的NPC，該功能至少部分受時(shí)鐘本身的調(diào)節(jié)。如果時(shí)鐘基因網(wǎng)絡(luò)被破壞會(huì)增強(qiáng)了細(xì)菌的生長和疾病的易感性。

論文鏈接：

https：//www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822（20）30265-7#%20

<！--EndFragment-->3是多倍體減數(shù)分裂的一個(gè)更大的多基因解決方案的組成部分。他們的研究結(jié)果有助于理解多倍體的進(jìn)化，更廣泛地說，有助于理解減數(shù)分裂性狀在面臨挑戰(zhàn)時(shí)是如何進(jìn)化的。