植物细胞表面局部免疫受体识别保守的微生物特征以感知病原体入侵并激活植物免疫。由α、β和γ亚基组成的异三聚体G蛋白广泛存在于真核生物中,在真核细胞中发挥重要的调节作用。

此前,中科院遗传与发育生物学研究所(IGDB)周建民教授领导的研究团队表明,植物特异性Gα蛋白超大G蛋白2(XLG2)通过直接调控植物免疫与免疫受体偶联。在病原体感染后,XLG2在N末端被中枢免疫激酶受体样细胞质激酶(RLCKs)磷酸化。然而,XLG2如何调节免疫受体介导的下游免疫信号仍然未知。

在10月13日发表在CellHost&Microbe上的一项新研究中,周教授领导的研究小组发现,微生物模式迅速诱导XLG2的核积累,这需要其核定位信号基序和XLG2的磷酸化位点。他们表明,XLG2的核定位在植物对细菌病原体的抗性中起重要作用。

研究人员进一步发现,核定位的XLG2与名为Mut9样激酶(MLK​​)的激酶家族相互作用。虽然MLK以激酶活性依赖性方式负调节防御基因表达,但XLG2通过抑制MLK的激酶活性来解除免疫反应,并可能抑制其对下游未知靶标的磷酸化。

该研究揭示了一种将表面定位的免疫受体与细胞核中防御基因表达联系起来的新途径,这可能为提高植物抗性提供新的线索。同时,这一发现也极大地提高了我们对植物中异源三聚体G蛋白介导的下游信号传导的理解。