NIBS北生所最新成果登国际权威刊物

来自北京生命科学研究所，英属哥伦比亚大学等处的研究人员发表了题为“The MEKK1-MKK1/MKK2-MPK4 Kinase Cascade Negatively Regulates Immunity Mediated by a Mitogen-Activated Protein Kinase Kinase Kinase in Arabidopsis”的文章，通过正向遗传筛选，发现MEKK1-MKK1/MKK2-MPK4 蛋白激酶通路负调控由MEKK2所介导的免疫反应，而一旦该激酶通路被阻断，MEKK2的激活可引起SUMM2介导的免疫反应。相关成果公布在The Plant Cell杂志上。生物通 www.ebiotrade.com
文章通讯作者为北京生命科学研究所的张跃林研究员，第一作者是北京生命科学研究所的博士生孔青和曲娜博士，其他参与研究的还包括英属哥伦比亚大学Oliver X.Dong和李昕博士，北京生命科学研究所的高明辉博士、张志斌、丁小军、杨帆、李应中博士和陈涉博士。
在与病原菌的长期抗争过程中，植物进化出了复杂的先天性免疫系统。病原相关分子模式(PAMP)所诱发的免疫反应是植物的第一道免疫防线，而植物的抗性蛋白（R）可识别病原菌的毒性蛋白，引发强烈的免疫反应。生物通 www.ebiotrade.com
MAPK信号通路在植物先天性免疫反应中发挥着重要的调控功能。PAMP受体下游有一条重要的MAPK级联信号通路：MEKK1-MKK1/MKK2-MPK4。已有的研究表明，mekk1，mkk1/2 和mpk4 突变体均表现出自身免疫激活和细胞死亡的表型，但机制尚不明朗。
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为了解析这一机制，在这篇文章中，研究人员在mkk1/2突变体背景下进行了抑制子的正向遗传筛选。他们把其中一个突变体命名为summ1，它不仅可以抑制mkk1/2的免疫反应和细胞死亡，而且可以抑制mekk1和mpk4的表型。
通过图位克隆，研究人员发现SUMM1编码MEKK2蛋白，该蛋白是一个典型的MAP Kinase Kinase Kinase。并且他们还发现SUMM1可以与MPK4相互作用，并且在体外可以被MPK4磷酸化。SUMM1过表达可以激活植物的抗病反应和细胞死亡，而这些反应又依赖于NB-LRR R蛋白SUMM2。生物通 www.ebiotrade.com
这项研究结果表明，MEKK1-MKK1/MKK2-MPK4 蛋白激酶通路负调控由MEKK2所介导的免疫反应，而一旦该激酶通路被阻断，MEKK2的激活可引起SUMM2介导的免疫反应。
张跃林研究组致力于先天性免疫和功能基因组学两方面的研究，去年曾在Plant Physiology上发表文章，介绍了一种新的高通量的SAR筛选体系，以及这种方法在正向遗传学中的应用。生物通 www.ebiotrade.com
他们建立了一种“涂和喷”的高通量的SAR筛选体系。这种“涂和喷”的实验简单方便，省时省力，可以应用在正向遗传学中。用这个方法进行的大规模的正向遗传学筛选筛到了若干已知的在植物免疫方面的突变体。包括6个fmo1突变体，4个ald1突变体，3个sid2突变体，1个pad4突变体和1个pbs3突变体。除此以外，还得到了一个CAMTA3的gain-of-function的突变体，他们将其命名为camta3-3D。camta3-3D表现出明显的SAR缺陷，以及对细菌病原的显著敏感性。CAMTA3过表达的株系也表现出对病原菌更加敏感的表型。这些都证明CAMTA3是一个在植物免疫中起到重要作用的负调节因子。