PNAS | 研究揭示植物病原真菌致病过程中的时空RNA调控机制！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者Feldbrügge

真菌病原体无处不在，对公共卫生、农业和野生动物构成严重威胁。据估计，真菌感染每年造成 150 多万人死亡，并导致全球农作物减产 30%。这些病原体的一个普遍毒力策略是它们的形态可塑性能力，即酵母和菌丝生长形式之间的交替。特别是，菌丝的形成是许多致病真菌成功入侵宿主的标准。例如，人类病原体白色念珠菌（Candida albicans）需要从酵母生长形态过渡到菌丝生长形态，才能入侵宿主组织并有选择性地逃避宿主免疫系统。在植物病原菌玉米黑粉菌（Ustilago maydis）中，从酵母形态到菌丝形态的转换与交配密切相关，是植物进入和侵染的关键。真菌菌丝的极化生长与细胞内膜转运密切相关。例如，囊泡转运将新的质膜和细胞壁材料输送到生长极，从而决定了菌丝细胞的形状和生长方向。同样重要的是通过内吞作用回收多余的质膜成分。此外，内吞和外吞之间的平衡构成了动态头状花序生长的基础。不同细胞区室之间的转运受到不同调节蛋白的有力控制。其中，Rab、Rho、Arf 和 Arl 等小 GTP 酶及其相互作用蛋白是囊泡转运的主调控因子。

2023年8月17日，国际权威学术期刊PNAS发表了德国杜塞尔多夫大学Michael Feldbrügge团队的最新相关研究成果，题为The mRNA stability factor Khd4 defines a specific mRNA regulon for membrane trafficking in the pathogen Ustilago maydis的研究论文。在这篇文章中，科研人员为真菌采用了一种强大的体内 RNA 标记技术。由此，科研人员揭示了一种关键的 RNA 结合蛋白（RBP）是如何通过决定编码膜转运调节因子的 mRNA 的确切稳定性来协调侵染性菌丝的极性生长的。因此，科研人员揭示了一种不同的侵染调控概念：单个 RBP 在 mRNA 稳定性水平上决定了众多调控蛋白的精确表达时间。这为利用 RBPs 作为新型杀真菌剂靶标提供了机会。

真菌病原体的成功侵染依赖于复杂的基因表达程序。然而，人们对真菌致病过程中的时空 RNA 控制机制知之甚少。在这项研究中，科研人员发现 RBP Khd4 在 Ustilago maydis 的致病发育过程中定义了一个独特的 mRNA 调节子，以协调膜转运。通过建立真菌 RBPs 的 hyperTRIBE，科研人员生成了 Khd4 在体内相互作用的全转录组综合图谱。科研人员确定了一组富含调控蛋白的靶 mRNA，例如参与 GTPase 信号转导的靶 mRNA。Khd4 通过存在于靶标 mRNA 3′非翻译区的同源调控元件 AUACCC 控制靶标 mRNA 的稳定性。对个别例子的研究揭示了 Khd4 与液泡成熟之间的独特联系。因此，科研人员发现了一个 RNA 稳定因子在致病过程中的独特作用，它定义了膜转运过程中的特定 mRNA 调节子。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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