干擾植物免疫應(yīng)答？真菌為了感染植物也太努力了……
真菌病原體侵染植物的過程中，可通過向植物細(xì)胞傳遞小RNA分子，誘導(dǎo)宿主免疫基因沉默，從而有利于真菌的生存。
期刊：Nature communications；
影響因子：17.694.
在真菌病原體與植物之間存在跨界RNA干擾（cross-kingdom RNA interference），其中的一個(gè)重要過程是，來自真菌的sRNAs轉(zhuǎn)移到植物，并利用宿主AGO蛋白來沉默宿主產(chǎn)生免疫應(yīng)答的基因。阻斷上述過程可能成為有效的抗真菌策略，但前提條件是要先搞清楚真菌sRNAs進(jìn)入宿主細(xì)胞的機(jī)制。
作者推測，真菌可能通過細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）向宿主細(xì)胞傳遞sRNAs。為了驗(yàn)證這一推論，作者以灰霉菌（Botrytis cinerea）為實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行了研究。
研究結(jié)果顯示，灰霉菌感染擬南芥的過程中會(huì)大量分泌BcPLS1（灰霉菌四跨膜蛋白Punchless 1）陽性的EVs，BcPLS1可作為灰霉菌EVs標(biāo)志物，且在灰霉菌的感染過程中起著關(guān)鍵作用。此外，這些EVs富含sRNAs，借助EVs的保護(hù)，sRNAs可免受不良環(huán)境因素的損傷。
后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，作者驗(yàn)證了灰霉菌分泌的EVs主要通過網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用（clathrin-mediated endocytosis,?CME）被植物細(xì)胞內(nèi)化。上述途徑中的關(guān)鍵分子突變后，擬南芥對灰霉菌的敏感性下降。此外，在這些突變體中，灰霉菌sRNAs整合到AGO1蛋白的量顯著降低，對宿主靶基因的抑制作用減弱。
后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，科研人員觀察到灰霉菌感染部位聚集了大量網(wǎng)格蛋白包被型囊泡（clathrin-coated vesicles, CCVs），CCVs主要功能是促進(jìn)細(xì)胞表面物質(zhì)的內(nèi)化。同時(shí)，灰霉菌EVs標(biāo)志物BcPLS1與擬南芥CLATHRIN LIGHT CHAIN 1（CCVs核心組分之一）共定位。此外，灰霉菌感染后，CCVs中檢測到其分泌的sRNAs。
以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，灰霉菌在感染植物的過程中可通過EVs傳遞sRNAs，這些sRNAs主要通過網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入宿主細(xì)胞。該研究結(jié)果有助于揭示跨界RNA干擾中EVs發(fā)揮作用的分子機(jī)制，由于這一現(xiàn)象在宿主和寄生物之間普遍存在，對其機(jī)制的研究將有助于為抗病原體提供新的思路。
He B, Wang H, Liu G, Chen A, Calvo A, Cai Q, Jin H. Fungal small RNAs ride in extracellular vesicles to enter plant cells through clathrin-mediated endocytosis. Nat Commun. 2023 Jul 20;14(1):4383. doi: 10.1038/s41467-023-40093-4. PMID: 37474601; PMCID: PMC10359353.
