近日，中國科學(xué)院微生物研究所葉健團隊在Cell Reports上發(fā)表題為“Insect salivary effectors disrupt PIEZO1-centric mechanoimmunity against piercing-sucking vectors”的研究論文，該研究揭示了植物機械力受體PIEZO1在感知昆蟲刺吸的機械力并啟動下游免疫信號中發(fā)揮關(guān)鍵樞紐作用。研究發(fā)現(xiàn)，多種昆蟲分泌的效應(yīng)子能夠靶向不同物種的PIEZO1，從而拮抗宿主的抗性免疫，揭示了昆蟲和宿主在共進化過程中形成的保守力學(xué)免疫機制。該研究首次在植物中建立起機械感知與免疫信號之間的直接關(guān)聯(lián)，不僅為理解跨物種免疫博弈的力學(xué)原理提供了新視角，也為發(fā)展針對性的廣譜防控策略提供了新的潛在靶點。
機械門控PIEZO離子通道在動植物中功能保守，可將機械力信號轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)生化信號。本研究發(fā)現(xiàn)，植物中PIEZO1能特異響應(yīng)刺吸/銼吸式昆蟲取食，而非咀嚼式傷害或單純機械損傷，表明它是一類能辨別不同力學(xué)模式的專用傳感器。煙粉虱取食激活PIEZO1依賴的Ca2?內(nèi)流，通過磷酸化CBP60g形成抗蟲的正反饋調(diào)節(jié)回路，上調(diào)PIEZO1表達，同時協(xié)同促進下游水楊酸的合成以實現(xiàn)抗蟲免疫。為應(yīng)對這一機制，煙粉虱會分泌效應(yīng)子Bsp9，靶向PIEZO1的CAP結(jié)構(gòu)域，削弱其功能以實現(xiàn)免疫逃逸。該靶向作用機制在水稻-灰飛虱、人類-蚊蟲等系統(tǒng)中均保守存在，揭示了一種長期共進化過程中形成的保守力學(xué)免疫互作核心。此外，研究還發(fā)現(xiàn)煙粉虱傳播的雙生病毒衛(wèi)星編碼的βC1蛋白也能與PIEZO1互作，暗示媒介昆蟲與病原之間可能存在協(xié)同侵染的互惠關(guān)系。
植物PIEZO1介導(dǎo)的力學(xué)抗蟲免疫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)
中國科學(xué)院微生物研究所已畢業(yè)博士生黃顯德和博士研究生高凱星為該論文的共同第一作者，葉健研究員和已出站博士后梁芷健為論文的共同通訊作者。感謝中國農(nóng)業(yè)大學(xué)王獻兵教授、圣路易斯華盛頓大學(xué)Elizabeth S. Haswell教授、清華大學(xué)程功教授，以及微生物所張杰研究員、霍巖副研究員和陳玉海助理研究員提供的實驗材料與技術(shù)指導(dǎo)。該研究得到國家杰出青年科學(xué)基金、國家青年科學(xué)基金，北京市青年基金，中國博士后科學(xué)基金，國家重點研發(fā)計劃和中國科學(xué)院相關(guān)項目的資助。
原文鏈接:?https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116856
附件下載：
