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2024-02-01 10:00:02
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わかりました！ 免疫関連 LRR-RLP と成長関連 LRR-RLK はどちらも共通の祖先から進化し、最後の 4 つの LRR と共受容体 BAK1 に結合する能力を継承しています。 増殖関連LRR-RLKの細胞質キナーゼドメインを免疫関連LRR-RLPに組み込んだキメラ受容体は、病原体由来分子を感知すると免疫反応と増殖反応の両方を活性化します。 LRR、ロイシンリッチリピート。 RLP、受容体様タンパク質。 RLK、受容体様キナーゼ。 クレジット: 理化学研究所
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免疫関連 LRR-RLP と成長関連 LRR-RLK はどちらも共通の祖先から進化し、最後の 4 つの LRR と共受容体 BAK1 に結合する能力を継承しています。 増殖関連LRR-RLKの細胞質キナーゼドメインを免疫関連LRR-RLPに組み込んだキメラ受容体は、病原体由来分子を感知すると免疫反応と増殖反応の両方を活性化します。 LRR、ロイシンリッチリピート。 RLP、受容体様タンパク質。 RLK、受容体様キナーゼ。 クレジット: 理化学研究所
植物は、絶えず変化する病原体に対応する新しい免疫受容体を継続的に進化させています。 理化学研究所環境資源科学研究センター（CSRS）の研究者らは、植物免疫受容体の起源と進化の軌跡を追跡した。 彼らの発見により、ゲノム情報から免疫受容体遺伝子を同定することが容易になり、病原体耐性作物の開発に役立つ可能性がある。 この研究は Nature Communications に掲載されています。
動物と同様に、植物にもウイルス、細菌、真菌、卵菌などの病原体から防御する免疫応答があります。 侵入者を阻止する前に、まず侵入者を検出する必要があります。これは次のように実行されます。 パターン認識受容体 植物細胞の表面に存在します。 病原体に関連する分子パターンを検出するこれらの受容体の能力は、RLP と RLK と呼ばれる 2 種類のタンパク質に依存しており、どちらのタンパク質にもロイシンリッチリピート (アミノ酸のロイシンが複数回出現する部分) が含まれる場合があります。
植物免疫の進化を追跡するために、理化学研究所CSRSの白洲健氏と門田泰宏氏率いる国際研究チームは、受容体の数とパターンを調べた。 彼らは、RLKをコードする170,000以上の遺伝子とRLPをコードする約40,000の遺伝子を分析しました。これらの遺伝子は、350の国々から採取された公開データから得られました。 植物種。 彼らは、ロイシンリッチリピートを持つRLKとRLPがすべての植物種の中で最も豊富な受容体タイプであり、RLKのほぼ半分とRLPの70％を占めていることを発見した。
RLP および一部の RLK には、病原体の一部を認識するために重要な特別な島領域が含まれていることが知られています。 理研CSRSチームによる調査により、ロイシンリッチリピートを含むRLPの中で、この特別な領域はほぼ常に同じ場所に位置していることが明らかになった。 4番目と5番目のロイシン豊富なリピートの間。 これらの RLP は免疫応答と関連していることが判明しました。 研究チームはまた、島領域がいくつかのRLKの同じ位置に位置しており、そのほぼすべてが成長と発達を調節する機能グループに属していることも発見した。
比較分析により、アイランド領域の下にある 4 つのリピートの配列が 2 種類のタンパク質検出器間で非常に類似していることが示され、これらが共通の進化的祖先を持っていることが示唆されました。 特に、これら 4 セットのロイシンリピートには、BAK1 と呼ばれる同じ共受容体への結合に必要なセクションが含まれていました。 これは、免疫関連 RLP と成長関連 RLK が共通の祖先から BAK1 に結合する能力を受け継いだことを意味します。
「興味深いことに、これらの受容体間でロイシンリッチリピートの 4 つの領域を交換しても、その機能が損なわれないことがわかりました」と、この研究を行った Bruno Pok Man Ngou 氏は述べています。 成長関連のRLKと免疫関連のRLPを組み合わせてハイブリッド受容体を作成すると、病原体を認識し、免疫応答と成長関連応答の両方を誘導するハイブリッド受容体が得られました。 これは、科学者がこれらのモジュールを交換することで、新しい機能を持つ受容体を設計できるはずであることを意味します。
この研究は、植物免疫の起源に焦点を当てました。 分子レベル、複数の植物ゲノムからの情報を同時に分析することで、植物の免疫と成長に関与する遺伝子を直接的かつ正確に予測できることが示されました。
「現在隔離中です 免疫受容体 この情報を活用してさまざまな植物から抽出し、将来的には病気に強い作物の開発などの実用化を目指しています」と白須教授は語る。
詳しくは：
植物におけるパターン認識受容体の進化の軌跡、Nature Communications (2024)。 DOI: 10.1038/s41467-023-44408-3
雑誌情報:
ネイチャーコミュニケーションズ
#免疫と発達を制御する植物受容体は共通の起源を持っていることが研究で判明