Защита растений от вторжения патогенных микроорганизмов основана на эффективном распознавании чужеродных организмов и последующем сигнальном ответе, характеризующемся перепрограммированием экспрессии гена-хозяина и локализованной гибелью клеток для борьбы с инфекцией и обеспечения устойчивости. На молекулярном уровне растительные ответы инициируются распознаванием так называемых эффекторов внутриклеточными рецепторами в процессе, известном как иммунитет, вызванный эффектором (ETI). Хотя важность самого распознавания и транскрипционного перепрограммирования общепризнанна, меньше известно о том, как они связаны, то есть, как распознавание переводится в сопротивление?

Паркер и ее команда обнаружили, что ранее нехарактерная поверхность, выстилающая полость (фиолетового цвета), образованная между EDS1 (синим цветом) и его связывающими партнерами (зеленым цветом), важна для передачи сигналов иммунной системы растений.

Фото: Дипак Бхандари и Дмитрий Лапин.

Джейн Паркер и ее группа в MPIPZ изучают белок, называемый повышенной чувствительностью к болезням 1 (EDS1), ключевого игрока в иммунном арсенале растения. Способствуя перепрограммированию экспрессии генов, гибели клеток и устойчивости к распознаванию эффекторов, EDS1 действует как связующее звено между модулями распознавания и передачи сигналов иммунитета растений. Он выполняет эту функцию, по крайней мере частично, путем установления партнерских отношений с двумя другими белками, дефицитом по фитоалексину 4 (PAD4) и геном, ассоциированным со старением 101 (SAG101), и путем накопления защитного гормона салициловой кислоты (SA), а также блокирование вредных действий молекулы бактериальной вирулентности. В работе только что опубликовано в журнале Nature CommunicationsДипак Бхандари, Паркер и ее группа определили ключевую поверхность в белке EDS1, которая позволяет ему выполнять свои функции в отношении иммунитета растений.

Чтобы лучше охарактеризовать роль EDS1 в иммунной передаче сигналов, авторы сфокусировались на ранее нехарактерной части белка EDS1 на поверхности полости, образованной между EDS1 и его партнерами. Когда авторы переключили одну из положительно заряженных аминокислот, выстилающих эту полость, на нейтральную, они обнаружили, что растения были так же восприимчивы к инфекции, как и растения, у которых полностью отсутствовал EDS1. Эти растения не смогли накапливать SA своевременно, и перепрограммирование транскрипции также было вялым. EDS1 все еще оказывал некоторое сопротивление в экспериментах, в которых эффекты SA и транскрипционного перепрограммирования были отменены, что указывает на то, что EDS1, и в частности положительно заряженная полость, способствует еще не охарактеризованной третьей ветви ETI.

В экспериментах по взаимодействию белок-белок авторы обнаружили, что мутантный EDS1 все еще может связывать своего партнера PAD4, но был дефектным, даже если экспрессировался на высоких уровнях в растительных клетках. Какова важность положительного заряда, если для EDS1 не является обязательным связывать своих партнеров? «Скорее всего, положительный заряд в полости важен для связывания EDS1 и его партнеров с другими молекулами», — говорит Джейн Паркер. В будущем авторы планируют выяснить идентичность этих молекул и лучше охарактеризовать недавно обнаруженную третью ветвь иммунной сигнализации EDS1.

По материалам phys.org