Cell新研究填补空白：当植物受到攻击时

　　

当病原体攻击植物时，植物细胞几乎立即做出反应。 

植物细胞开始产生不同种类的小分子，称为次级信使。这些信使穿过细胞膜，开始激活免疫系统的过程。无论你是植物还是动物，甚至是人类，这些基本的分子途径都是一样的。 

一种叫做磷脂酸(PA)的小分子是激活免疫系统的第一个分子。在攻击发生后，PA立即飙升，然后同样迅速下降。很长一段时间以来，研究人员都不知道是什么导致了这种PA的爆发。 

现在，密歇根大学的研究人员发现，一种叫做DGK5的脂质激酶是原因。他们的研究发表在《细胞》杂志上。 

“这项研究的令人兴奋之处在于，它不仅填补了空白，确定了驱动PA生产的酶，而且我们还发现了两个控制PA生产何时开启和关闭的开关，”密歇根大学分子、细胞和发育生物学教授Libo Shan说。 

“由于PA在各种人类疾病中是至关重要的第二信使，因此了解其产生的复杂调控被认为是维持细胞稳态和对抗疾病的关键。” 

研究人员发现，两种不同的酶（蛋白激酶），分别与DGK5相互作用，启动和减少免疫反应。第一种酶附着在DGK5上并引起PA的爆发。第二种酶抑制PA的产生。 

近30年前，研究人员首次观察到病原体入侵后PA的快速产生。但是潜在的机制尚不清楚，Shan说，她专注于细胞表面的免疫受体如何感知病原体感染分子，然后如何将该信息传递给细胞的其余部分。 

2012年，她做了一个关于一种小蛋白激酶的演讲，这种蛋白激酶是细胞表面免疫受体与细胞反应之间的联系。她与当时的听众，阿姆斯特丹大学教授Teun Munnik取得了联系，他也在研究PA的快速生产。他怀疑Shan在演讲中强调的一个基因（从她正在研究的蛋白激酶中提取），可以编码驱动PA峰值的酶。 

为了研究这一途径，Shan的实验室使用了拟南芥，这是一种芥菜科的小型植物。这些植物自花授粉，这意味着它的1万到3万颗种子中的每一颗都含有与亲本植物完全相同的基因副本。这样，研究人员就可以通过观察植物的突变体来研究不同的分子途径。 

Munnik利用拟南芥突变品系集合来筛选对疾病的易感性，并深入研究DGK5。同时，利用分子和生化遗传学方法，Shan的实验室确定DGK5是产生PA的主要驱动因素。 

然后，研究人员创造了DGK5酶关闭或沉默的拟南芥突变体。他们利用这些突变体梳理出DGK5是如何被上游蛋白激酶调控的，并实际上推动了PA的产生，帮助植物抵御攻击的病原体。 

该团队的工作还揭示了PA与另一种称为活性氧的分子的作用。活性氧对生物过程至关重要，但过量生产会导致氧化应激——这是抗氧化健康食品应该对抗的。然而，研究人员说，在植物的免疫反应中，活性氧是关键:由于它的信号作用以及直接杀死病原体，它被认为是对抗病原体的第一层防御。 

研究小组发现，PA还通过结合和稳定产生ROS的酶来调节ROS。

 “我们的发现揭示了这个过程如何调节活性氧信号，协调植物免疫的两个关键分支，这是一次探索植物免疫机制分子复杂性的非凡旅程。”Shan说。 

Shan说，这项工作为未来的研究开辟了道路，探索参与免疫信号传递和免疫调节过程的脂质，以及脂质如何参与其他环境应激过程。