郑文辉副教授发现禾谷镰刀菌致病过程囊泡分选转运的作用

  发布时间: 2018-04-26   信息员:   

    囊泡是细胞中极为重要的、由单层膜包裹的膜性结构,主要以分选转运的方式在细胞器间或细胞之间进行物质、能量和信息交换,进而参与生物体内多项重要生命活动。关于囊泡的研究一直是生物学和医学领域研究的热点,曾多次获得诺贝尔生理或医学奖。与哺乳动物细胞中囊泡分选转运的研究相比,对植物病原真菌囊泡分选转运系统及其相关机制的研究还处于起步阶段,知之甚少。

    近日,我校王宗华研究员和郑文辉副教授于New Phytologist杂志在线发表了题为“The endosomal recycling of FgSnc1 by FgSnx41–FgSnx4 heterodimer is essential for polarized growth and pathogenicity in Fusarium graminearum”的论文(https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.15178)。该文揭示了禾谷镰刀菌中一类囊泡分选转运复合体FgSnx41–FgSnx4通过对其识别的货物蛋白FgSnc1的循环转运,进而调控病原菌的极性生长和侵染致病的能力。

  

    课题组之前的研究发现:禾谷镰刀菌中retromer复合体通过介导胞内囊泡的逆向转运(内含体向高尔基体网络转运)进而调控其生长发育、毒素产生及侵染致病过程(New Phytologist, 2016, doi: 10.1111/nph.13867)。由于retromer复合体中的两个亚基Vps5和Vps17均具有PX(phox homology)和BAR(Bin/amphiphysin/Rvs)结构域,为进一步明确其它PX-BAR结构域蛋白的生物学功能,其课题组成员鉴定出分拣连接蛋白(sorting nexins)FgSnx41和FgSnx4。通过综合运用遗传学、细胞和分子生物学等技术手段,发现FgSnx41和FgSnx4以共有的BAR结构域相互结合形成异源二聚体。活细胞成像证实该二聚体通过介导早期内含体囊泡上FgSnc1蛋白动态循环转运至细胞质膜和菌丝的顶体,进而调控禾谷镰刀菌的极性生长及侵染致病(下图)。该研究结果从囊泡的动态循环转运角度阐明了FgSnx41-FgSnx4异源二聚体精确调控货物(FgSnc1)分选与运送的机制,丰富了囊泡分选复合体在病原真菌作用机理方面的认识,为将来利用囊泡的精准分选机制研发新型生物杀菌剂或生物制剂提供了理论指导。

异源二聚体FgSnx41-FgSnx4调控货物(FgSnc1)在内含体循环转运中的模式图

    我校植物保护学院郑文辉副教授为论文的第一作者和通讯作者,闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室和闽江学院还有多位师生参与了该研究,王宗华研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中国博士后科学基金的资助。

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