近日，生命科学学院王官锋教授团队在the plant cell在线发表了题为“the maize zmvps23-like protein relocates the nlr protein rp1-d21 to endosomes and suppresses the defense response”的研究论文。本研究发现玉米zmvps23类似蛋白zmvps23l可能通过与rp1-d21的cc结构域相互作用将其转移到内体中，从而抑制rp1-d21介导的hr。
nlr (nucleotide binding-leucine rich repeat) 蛋白是植物中最大的一类抗病(r)蛋白，在植物抵抗病原菌的过程中发挥重要作用。nlr蛋白激活后可介导一系列抗性反应，包括在病原菌侵染的部位引起快速的、局部的细胞死亡，即超敏反应(hypersensitive response, hr)。nlr蛋白的过度激活影响植物的生长发育，因而植物进化出复杂的机制精细调控nlr蛋白的活性，nlr蛋白调控的分子机理有待进一步发掘。玉米rp1-d21是由两个cc-nlr类抗病基因通过分子内重组产生的，携带该基因的玉米突变体在不需要病原菌侵染的条件下，即可自发产生类病斑hr表型（植株矮化，叶片布满黄褐色斑点等），是深入解析hr诱发分子机理的理想材料。
escrt 是一类进化保守的、由escrt-0, -i, -ii, -iii等多个亚基组成的膜重塑复合体，在多泡体(multivesicular body, mvb) 的生物合成以及蛋白分选和降解中发挥重要作用。mvb除参与蛋白分选、降解外，还可以发挥隔离信号传导的功能。vps23属于escrt -i的关键组分。拟南芥中，atvps23参与拟南芥的发育和非生物胁迫应答。但vps23与植物免疫反应的关系尚不清楚。
前期研究通过三个遗传群体分析表明，zmvps23l是rp1-d21介导hr的候选调控因子。本研究通过玉米转基因过表达和烟草瞬时表达系统，发现zmvps23l部分抑制rp1-d21介导的hr；而zmvps23l突变后则增强rp1-d21介导的hr。rp1-d21主要定位于细胞质和细胞核，其核质穿梭定位对rp1-d21介导的hr至关重要。本研究通过亚细胞定位分析发现zmvps23l主要定位于细胞内体。当zmvps23l与rp1-d21共表达时，zmvps23l能够将rp1-d21从核质转移到内体中。分子生物学和生化实验证实，zmvps23l与rp1-d21的cc结构域存在蛋白质相互作用。此外，zmvps23在调控rp1-d21介导的hr过程中具有与zmvps23l类似的功能。综上所述，zmvps23l和zmvps23可能通过蛋白质互作改变rp1-d21的亚细胞定位，在内体中隔离rp1-d21以切断信号传导，从而调控rp1-d21介导的hr。
王官锋课题组助理研究员孙扬为本论文第一作者，王官锋教授为通讯作者。王官锋课题组博士后马世骏、吉林农科院生物技术所刘相国研究员参与了该项工作。香港中文大学教授姜里文、遗传发育所研究员谢旗、山东农业大学教授张彦、中山大学教授肖仕和华南师范大学教授高彩吉提供部分实验材料。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和山东省重点研发计划等项目资助。
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