董欣年院士Nature文章揭示重要受体

近日来自杜克大学生物系、华盛顿大学等机构的研究人员在新研究中识别出NPR1的旁系同源物NPR3和NPR4是植物重要免疫信号水杨酸的受体。相关论文“NPR3 and NPR4 are receptors for the immune signal salicylic acid in plants”发布在《自然》（Nature）杂志上。生物通 www.ebiotrade.com
领导这一研究的是杜克大学知名华裔女科学家董欣年教授，其早年毕业于武汉大学, 在哈佛大学完成博士后研究，今年5月当选为美国国家科学院院士。董欣年教授主要研究方向为水杨酸和茉莉酸介导的信号转导途径及其相互作用(Cross-talk)机制。
植物一生中经常遭受各种不良环境和病虫害的侵袭，在长期的适应与进化过程中，植物形成了一系列防御反应机制，用来抵抗不良环境条件的伤害。多种植物受到非亲和病原体或无毒病原物侵染后产生过敏反应，发生过敏反应的部位内水杨酸（salicylic acid, SA）水平显著升高，并表达一些防卫相关蛋白；不仅被侵染部位，植株的非侵染部位水杨酸水平也升高，部分防卫相关蛋白也被诱导，当植物再次受到同种病原物或其他病原物侵染时，表现出抗性增强，即植物不仅会产生局部获得性抗性（local acquired resistance, LAR），而且具有了系统获得性抗性（systemic acquired resistance,SAR）。生物通 www.ebiotrade.com
自1979年发现水杨酸对受病原物侵染的植物有保护作用以来，围绕水杨酸诱导植物SAR做了许多工作，大量研究表明水杨酸确实是在诱导SAR过程中起重要作用的信号分子。然而水杨酸却是目前唯一尚未确定受体的主要植物激素。过去有研究证实诱导系统获得对二次感染的抵抗力，这一过程需要转录辅因子NPR1（nonexpresser of PR genes 1），NPR1降解充当了分子开关的作用。这说明NPR1可能是一个水杨酸受体，然而NPR1单独却并不与该激素结合。
在这篇文章中，研究人员证实NPR1旁系同源物NPR3和NPR4是具有不同亲和结合力的水杨酸受体。NPR3和NPR4的功能是作为泛素化E3 连接酶Cullin 3的转接蛋白（adaptor）以水杨酸调控的方式介导NPR1降解。因此，拟南芥npr3 npr4双突变株累积了较高水平的NPR1，且对诱导的系统获得性抗性不敏感。此外，这种突变株存在病原体效应器触发的程序性细胞死亡和免疫缺陷。生物通 www.ebiotrade.com
新研究确定了重要植物信号分子水杨酸的受体，提出NPR3 和 NPR4响应于不同水平的水杨酸来调控NPR1的一个模型。研究结果表明水杨酸感知机制决定了响应病原体挑战的细胞死亡和存活。