Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Lingkungan

Butuh empat untuk menari tango – ScienceDaily


Meskipun dipisahkan oleh jutaan tahun evolusi, tumbuhan dan hewan telah secara independen hinggap pada strategi kekebalan bawaan yang serupa untuk melindungi diri mereka sendiri dari infeksi mikroba. Di kedua kerajaan kehidupan, reseptor kekebalan yang disebut protein pengikat nukleotida / pengulangan kaya leusin (NLR) membentuk lapisan pertahanan penting di dalam sel terhadap serangan patogen. NLR adalah perangkat kompleks yang terdiri dari beberapa modul yang mengenali molekul dari mikroba penyerang yang disebut efektor, dan kemudian secara lokal mengaktifkan resistensi dan jalur kematian sel untuk membatasi infeksi. Berdasarkan fitur struktural dan pensinyalan yang berbeda, NLR tumbuhan dibagi menjadi dua kelas utama: NLR yang mengandung modul coiled-coiled (CC) (protein CNL) dan yang mengandung modul Toll / interleukin-1 receptor / resistance (TIR) ​​(protein TNL) ). Dalam studi baru-baru ini, peneliti MPIPZ dan Profesor Humboldt Jijie Chai dan timnya berhasil untuk pertama kalinya dalam menyatukan urutan peristiwa molekuler yang mengubah reseptor kekebalan tanaman tipe TNL yang tidak aktif menjadi kompleks ‘resistosom’ aktif yang menengahi kematian sel inang. .

Chai, yang juga berafiliasi dengan University of Cologne, bekerja sama dengan pemimpin kelompok riset Jane Parker dan direktur MPIPZ Paul Schulze-Lefert untuk menentukan fitur struktural dan biokimia yang mendasari aktivasi Pengakuan Peronospora parasitica 1 (RPP1) TNL-type NLR reseptor, yang melindungi tanaman model Arabidopsis thaliana dari infeksi oomycete pathogen Hyaloperonospora arabidopsidis (Hpa). Untuk memahami pada tingkat molekuler bagaimana RPP1 melindungi tanaman dari infeksi Hpa, Chai, Schulze-Lefert, Parker dan rekan mengungkapkan RPP1 bersama dengan protein ATR1 efektor Hpa yang diakui dalam sel serangga, sebuah sistem yang memungkinkan ekspresi protein tingkat tinggi. Reseptor RPP1 yang diaktifkan ATR1 adalah enzim yang memecah nicotinamide adenine dinucleotide (NAD +), yang penting untuk pensinyalan pertahanan.

Dengan mengisolasi kompleks oligomer RPP1-ATR1 dan melakukan mikroskop cryo-elektron, penulis telah menjawab dua pertanyaan luar biasa dalam biologi NLR: bagaimana pengikatan efektor langsung menginduksi aktivasi konformasi reseptor NLR, dan bagaimana organisasi oligomer reseptor TNL (dalam kasus ini sebuah tetramer yang terdiri dari empat molekul reseptor yang padat) menciptakan permukaan yang unik dalam sebagian reseptor, yang diperlukan untuk membelah NAD + untuk memulai pensinyalan pertahanan. Secara khusus, tetramerisasi RPP1 yang diinduksi oleh ATR1 di salah satu ujung gaya kompleks reseptor – di ujung yang berlawanan – empat modul TIR untuk membentuk dua pasangan TIR asimetris, yang merupakan situs kerusakan NAD +. Jadi, fungsi resistosom RPP1 sebagai ‘holoenzim’, bentuk aktif dari enzim untuk pembelahan NAD.

Menariknya, temuan dari kelompok Eva Nogales dan Brian Staskawicz di Universitas California, Berkeley, pada NLR tipe TNL lain, Roq1 dari kerabat tembakau Nicotiana benthamiana, juga menunjukkan bahwa aktivasi TNL melibatkan pengenalan efektor langsung dan adopsi tetramerik serupa. struktur. Efektor yang dikenali oleh Roq1 diproduksi oleh patogen bakterial dan kompleks reseptor Roq1 yang teraktivasi memberikan ketahanan terhadap infeksi bakteri. Dengan demikian, penemuan para peneliti MPIPZ tampaknya memiliki relevansi yang luas untuk memahami bagaimana molekul kekebalan tanaman yang penting ini melindungi inangnya dari infeksi. Secara lebih umum, konfigurasi oligomer yang diadopsi oleh RPP1 dan Roq1 aktif menyerupai perancah oligomer yang diinduksi dari protein reseptor NLR tumbuhan dan mamalia lainnya, termasuk reseptor manusia dari sistem imun bawaan. Ini menunjukkan bahwa reseptor ini mengandalkan prinsip struktural umum untuk memulai pensinyalan imun intraseluler dan kematian sel di berbagai kerajaan kehidupan.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Max Planck untuk Penelitian Pemuliaan Tanaman. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Pengeluaran SGP