植物科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)或?qū)r(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)產(chǎn)生影響

    近日，來自德州農(nóng)工大學(xué)AgriLife研究所領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊確定了一個可能對農(nóng)作物、動物和人類健康產(chǎn)生廣泛影響的早期免疫反應(yīng)步驟。該研究發(fā)現(xiàn)了改善免疫反應(yīng)的新方法，從而可能對農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)產(chǎn)生積極影響。例如，這項研究提供了治療過敏和免疫缺陷的新思路。

    該研究通訊作者、德州農(nóng)工大學(xué)AgriLife研究所植物基因組與生物技術(shù)學(xué)院院長Libo Shan博士說：“我們發(fā)現(xiàn)了一種關(guān)于宿主如何識別微生物并快速激活免疫反應(yīng)的微調(diào)機制。在植物、人類和動物體內(nèi)都存在這種現(xiàn)象。”

    兩種免疫反應(yīng)

    人類經(jīng)常會遇到致病菌，但大多數(shù)我們都可以應(yīng)對。實際上，我們天生就具備抵御各種細(xì)菌、病毒和真菌的能力。

    動物和植物也具有這種先天免疫能力。在細(xì)胞感知到微生物后的幾分鐘內(nèi)免疫系統(tǒng)就會發(fā)揮作用。幾天后，另外一種防御能力，即適應(yīng)性免疫系統(tǒng)就會建立起來。動物和人體內(nèi)都擁有這種防御能力。

    先天免疫系統(tǒng)有時無法抵抗疾病，還有時會因為過度反應(yīng)而損害身體健康。

    由于先天免疫的組成部分是跨物種的，Shan和她的合作者決定對一種名為擬南芥的小型植物模型進(jìn)行研究，該植物容易生長且方便基因改造。

    創(chuàng)建一種新范式

    根據(jù)過去的研究線索，該研究團(tuán)隊對擬南芥進(jìn)行了細(xì)胞、生化、遺傳和轉(zhuǎn)基因等方面的實驗。研究結(jié)果描述了擬南芥應(yīng)對細(xì)菌感染的免疫反應(yīng)第一步。

    如果要理解這一機制，可以想象士兵們站在城堡上堅定地注視著入侵者。如果入侵者發(fā)動進(jìn)攻，士兵們會將它們俘虜并向國王發(fā)送信息。該消息就是對即將到來的入侵的第一反應(yīng)。

    擬南芥細(xì)胞中也存在像上述城堡中一樣的場景。細(xì)胞壁上的特殊蛋白質(zhì)“監(jiān)視”入侵的證據(jù)。當(dāng)它們檢測到細(xì)菌鞭毛（細(xì)菌游動機制的一部分）時，就會將其抓住。這些蛋白質(zhì)“士兵”使用不同的方法向“國王”（即細(xì)胞核）發(fā)送消息。該研究發(fā)現(xiàn)的其中一種方法是將一種名為泛素的小蛋白質(zhì)附著到信使蛋白質(zhì)BIK1上。

    信號到達(dá)細(xì)胞核時就會被“解密”，“增援部隊”就會被派到細(xì)胞壁和更遠(yuǎn)的地方。

    Shan說：“這種即時反應(yīng)使細(xì)胞能夠通過利用信號中繼和細(xì)胞能量并進(jìn)行代謝變化來快速反應(yīng)。”

    農(nóng)業(yè)和人類應(yīng)用

    Shan說：“我們的研究填補了早期信號轉(zhuǎn)導(dǎo)步驟中的關(guān)鍵空白。因此，從農(nóng)業(yè)和人類健康的角度來看，這一發(fā)現(xiàn)具備戰(zhàn)略發(fā)展級別的潛力。研究發(fā)現(xiàn)的快速信號可能有助于監(jiān)測人類的免疫反應(yīng)。我們?yōu)楹Y選涉及泛素修飾的藥物靶標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。對農(nóng)業(yè)而言，這一發(fā)現(xiàn)有助于培育對廣泛的感染具有更強抵抗力的植物。”

    她補充說：“這一研究成果可以通過免疫力調(diào)節(jié)對農(nóng)業(yè)實踐和人類健康產(chǎn)生影響。我們提供了有助于普通科學(xué)進(jìn)步的基礎(chǔ)知識。”