Nature Microbiology | 突破！研究揭示水稻细胞中稻瘟病菌非常规效应蛋白分泌的机制！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者Richard Wilson

转运RNA核苷修饰非常丰富，出现在生命的各个领域，但许多修饰的生物学相关性却鲜为人知。毁灭性稻瘟病真菌 Magnaporthe oryzae 的基因组带有一个 UBA4 同源基因（MGG_05569）和 MGG_03978，前者编码进化保守的 类似 E1 的 Urm1 激活酶，后者编码 Uba4 底物泛素相关修饰蛋白 1（Urm1）。在真核生物中，Uba4 和 Urm1 共同作用，用硫修饰 tRNA 摆动尿苷-34 反密码子碱基，以调整信使 RNA 翻译。tRNA 硫代化是一种通用修饰，但它不是一般翻译所必需的，在酵母中也是可有可无的，尽管它的缺失会影响蛋白质组的完整性、代谢平衡和应激反应。科研人员试图了解 M. oryzae 在侵染水稻期间的新陈代谢和生长情况，并假设 M. oryzae Uba4-Urm1 硫中继系统有助于真菌在宿主水稻细胞中的定殖。

2023年8月10日，国际权威学术期刊Nature Microbiology发表了美国内布拉斯加大学林肯分校Richard Wilson（Nature Microbiology | 研究揭示精胺介导稻瘟病菌侵染水稻叶片的新机制！Nature Communications | 中国农科院合作研究揭示稻瘟菌在水稻细胞内活体营养生长的机制！）团队的最新相关研究成果，题为Unconventional secretion of Magnaporthe oryzae effectors in rice cells is regulated by tRNA modification and codon usage control的研究论文。

微生物病原体利用效应蛋白来操纵宿主细胞的先天免疫，通常使用的是人们知之甚少的非常规分泌途径。tRNA反密码子修饰是一种普遍现象，但其生物学功能却鲜为人知。在这篇文章中，科研人员在稻瘟病菌 M. oryzae 中展示了非常规效应蛋白分泌如何依赖于 tRNA 修饰和密码子使用。科研人员鉴定了 M. oryzae Uba4-Urm1 硫中继系统介导的 tRNA 反密码子摆动尿苷 2-硫醇化（s2U34），这是有效解码 AA 结尾同源密码子所需的一种保守修饰。缺失 s2U34 后，编码非传统分泌的细胞质效应蛋白的富含 AA 结尾密码子的信使 RNA 的翻译会被取消，但编码内质网-高尔基体分泌的细胞质效应蛋白的 mRNA 则不受影响。增加近义 tRNA 的接受度，或将 PWL2 的同义 AA 结尾密码子改成 AG 结尾密码子，可补救 Δuba4 中细胞质效应蛋白的产生。在 UBA4+ 中，表达重新编码的 PWL2 会导致 Pwl2 超级分泌，从而破坏宿主-真菌界面的稳定性。因此，U34硫代和密码子的使用调节了寄主水稻细胞中病原体非常规效应蛋白的分泌。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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