福建農林大學陳栩等揭示了阻止瘧原蟲傳播的新機制

瘧原蟲(PD)是高度可塑的納米膜通道,先前的研究通過透射電子顯微鏡(TEM)進行的超微結構分析已將PD描述為連接相鄰細胞的隧道,其中包含橋粒,胞質套和沉積的call質的內部成分。儘管已經廣泛描述了PD的這些結構特徵並且其功能是必不可少的,但仍不太瞭解PD滲透性調節的基礎機理。因此,闡明PD可塑性的調節機制及其在微調細胞間通訊中的作用對於理解PD在植物發育和對環境刺激的反應中的作用至關重要。

2019年10月1日,福建農林大學陳栩團隊在PNAS上發表題為“Salicylic acid-mediated plasmodesmal closure via Remorin-dependent lipid organization”的文章,揭示了一種分子機制,通過該分子機制,關鍵的植物防禦激素SA觸發了膜脂質納米域的重組,從而調節了PD的封閉,從而阻止了病毒的傳播。


福建農林大學陳栩等揭示了阻止瘧原蟲傳播的新機制


為了研究SA調節PD滲透性的機制,研究人員檢查了SA處理的野生型(WT)植物中根分生組織的超微結構變化。使用TEM,觀察到SA顯著削弱了PD開口,如孔徑為31-33 nm的長,窄且筆直的PD通道所顯示的,而典型的沙漏形PD的頸部為42-44nm孔徑在未經處理的植物(模擬)中沿細胞分裂平面(頂/基側)或沿根生長軸(側向)的細胞壁中的PD密度不受SA的影響,表明PD結構受SA局部控制。為了確定PD功能是否受SA影響,研究人員設計了一種染料負載測定法,利用羧基-熒光素(CF)雙乙酸鹽(CFDA)來跟蹤共塑轉運。 CFDA分析表明,SA顯著阻斷了PD的通透性。總而言之,這些數據支持了SA導致PD閉合並破壞PD電導率的結論。


福建農林大學陳栩等揭示了阻止瘧原蟲傳播的新機制

SA導致PD關閉

瘧原蟲(PD)在相鄰細胞之間產生細胞質和膜的連續性,以促進細胞間的通訊和病毒的移動。 植物細胞已經進化出多種機制來調節PD對植物病原體的可塑性,包括防禦激素,水楊酸(SA)的積累。 但是,這種情況的發生機理尚不清楚。該研究揭示了SA觸發依賴Remorin的膜脂質納米結構域組裝的機制,從而導致了液相有序相的增強。高階脂質(特別是在PD膜上富集)降低了PD膜的可塑性,因此限制了PD的開放並阻礙了病毒的傳播。該發現解決了依賴SA控制的脂質順序和PD封閉的膜水平上植物防禦機制的知識空白。

原文鏈接:https://www.pnas.org/content/early/2019/09/30/1911892116


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