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　　免疫療法為人類攻克癌癥提出了新思路，但很少有人知道，植物和人類一樣，也有免疫系統(tǒng)，也能通過激活免疫系統(tǒng)來抵抗病蟲害，而這將極大地減少農(nóng)藥的使用。
　　4月5日，清華大學(xué)柴繼杰團(tuán)隊(duì)、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所周儉民團(tuán)隊(duì)和清華大學(xué)王宏偉等團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在《科學(xué)》雜志發(fā)表一項(xiàng)成果：在植物中發(fā)現(xiàn)由抗病蛋白組成的抗病小體并解析其冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了抗病蛋白管控和激活的核心分子機(jī)制。中國工程院院士、西北農(nóng)林科技大學(xué)教授康振生評(píng)價(jià)，這是植物免疫研究領(lǐng)域取得里程碑式的成果，或?qū)⒁I(lǐng)未來植物病理學(xué)和免疫學(xué)的發(fā)展。
　　植物具有復(fù)雜、精細(xì)調(diào)控的免疫系統(tǒng)，用于識(shí)別病原微生物、激活防衛(wèi)反應(yīng)，從而保護(hù)自己免受侵害。植物免疫系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成就是植物細(xì)胞內(nèi)數(shù)目眾多的抗病蛋白——它們是監(jiān)控病蟲侵害的“哨兵”，也是動(dòng)員植物防衛(wèi)系統(tǒng)的“指揮官”。但抗病蛋白被發(fā)現(xiàn)至今已有25年，人們?nèi)匀徊磺宄涔ぷ髟怼Ｖ軆€民介紹，這是因?yàn)榧兓暾鞍纂y度很大，而科學(xué)家們?nèi)狈δ堋翱吹健备⒂^結(jié)構(gòu)的技術(shù)手段，無法解析蛋白復(fù)合物的完整組分，也就無法完成重構(gòu)。
　　在這種情況下，三個(gè)身懷絕技的研究團(tuán)隊(duì)走到了一起——周儉民團(tuán)隊(duì)建立了理論和實(shí)驗(yàn)體系，并解析了植物抗病蛋白ZAR1的完整組分；柴繼杰團(tuán)隊(duì)在動(dòng)物炎癥小體結(jié)構(gòu)研究中積累了豐富經(jīng)驗(yàn)并長期研究植物抗病蛋白，而王宏偉團(tuán)隊(duì)在冷凍電鏡技術(shù)上有“絕活”。
　　在之前工作的基礎(chǔ)上，三個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步合作，以細(xì)菌蛋白AvrAC與植物抗病蛋白ZAR1為體系，成功“組裝”了包含激活ZAR1的抗病小體，并揭示了抗病小體工作機(jī)制。比如，抗病小體形成后直接在細(xì)胞質(zhì)膜上發(fā)出自殺指令，很可能是植物細(xì)胞死亡和免疫執(zhí)行者。研究還發(fā)現(xiàn)，植物抗病小體的組裝方式、結(jié)構(gòu)與功能，與動(dòng)物免疫中的炎癥小體驚人地相似，展現(xiàn)了在不同生命形式中，進(jìn)化對(duì)免疫形成的力量。
　　柴繼杰表示：“植物一般無法移動(dòng)，遭遇病蟲害時(shí)不能像動(dòng)物那樣逃離。盡管體內(nèi)抗病蛋白數(shù)量眾多，但總有防不勝防的疾病來襲，而抗病小體可以組合作戰(zhàn)，使其應(yīng)對(duì)陌生病毒的本領(lǐng)增強(qiáng)了。”而搞清楚抗病小體的工作機(jī)制，對(duì)未來進(jìn)一步展開抗病蛋白的研究是至關(guān)重要的一步。
　　英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)士、塞斯伯里實(shí)驗(yàn)室教授索非恩·卡蒙評(píng)價(jià)：“這真是一個(gè)令人震驚和漂亮的結(jié)構(gòu)?？吹剿屛曳浅Ｅd奮。更讓人振奮的是，他們提出了一個(gè)新的模型，一個(gè)我們領(lǐng)域從未有過的全新模型。他們提出了一種自殺開關(guān)模型。這個(gè)開關(guān)激活后，從抗病小體彈出，然后直接與細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)合，很可能通過在膜上形成穿孔，殺死細(xì)胞。這個(gè)模型非常、非常新，將會(huì)給植物免疫領(lǐng)域帶來很多啟示?！?br/>　　科學(xué)家們看到了這項(xiàng)成果在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用前景，特別是在育種和減少農(nóng)藥使用上的巨大潛力。中國科學(xué)院院士、河北大學(xué)校長康樂說：“為了獲得具有某種抗性的植株，我們往往需要‘動(dòng)員’植物的多種防御基因來抵御病害，但很可能會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量的下降。我們現(xiàn)在知道了抗病小體的工作機(jī)制，未來或可在育種中進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控?！敝袊r(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所所長周雪平教授表示，希望科學(xué)家們?cè)谶@一項(xiàng)研究成果的基礎(chǔ)上繼續(xù)深耕，未來或?qū)⒆屩袊酥寥澜缍紲p少農(nóng)藥的用量。中國科學(xué)院院士李家洋介紹，科學(xué)家們正在推進(jìn)把新發(fā)現(xiàn)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，“這一成果是在模式植物擬南芥上獲得的，或許我們可以在其他十字花科農(nóng)作物上先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在獲得進(jìn)一步認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，再推廣到其他植物上”。
　　“免疫反應(yīng)過度表達(dá)也會(huì)給植物帶來危害。那么，這個(gè)度在哪里？我們?nèi)绾文軌蚓珳?zhǔn)地控制這個(gè)開關(guān)？這些都還需要下一步的深入研究?！敝軆€民表示，研究團(tuán)隊(duì)將沿著這個(gè)方向繼續(xù)努力。
　?。ㄔd于《光明日?qǐng)?bào)》 2019-04-07 03版）