生物通报道  近日来自北京生命科学研究所的研究人员在PLoS Genetics杂志上发表题为“Transportin-SR Is Required for Proper Splicing of Resistance Genes and Plant Immunity”的文章。

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这篇文章的通讯作者是北京生命科学研究所的青年研究员张跃林博士，其早年毕业于复旦大学遗传学及遗传工程专业，实验室的研究方向主要为先天性免疫和功能基因组学。博士研究生许少华为本文的第一作者，参与此工作的还有张志斌、荆贝贝和丁金美以及University of British Columbia的Patrick Gannon、徐芳和李昕教授。

由植物抗性 (Resistance, R) 基因编码的免疫受体在植物抗击病原菌的免疫过程中发挥了重要作用。植物中很多R基因，包括SNC1和RPS4都存在选择性剪接，然而植物体调控R基因剪接的机制目前还知之甚少。

在这篇文章中，研究人员证实MOS14 (modifier of snc1-1, 14)的突变抑制了snc1植物中组成性激活的免疫反应。图位克隆和生物信息学分析显示MOS14编码了一个和动物中Transportin-SR (TRN-SR) 存在序列相似性的蛋白。TRN-SR是importin-beta超家族的一个成员，它负责serine-arginine rich (SR) 蛋白的入核转运，而SR蛋白在RNA代谢过程中发挥着重要作用。荧光共聚焦实验显示MOS14定位在细胞核中，酵母双杂交显示MOS14的C端可以和SR蛋白相互作用，其N端可以和小G蛋白AtRAN1相互作用。SR蛋白在Col-0中定位于细胞核，然而在mos14-1突变体中，SR蛋白却分散在整个细胞中。另外，有几个发生选择性剪接的基因在mos14-1中的选择性剪接模式发生了改变，这些实验证明MOS14编码了拟南芥中一个TRN-SR蛋白。

进一步实验表明MOS14的突变导致了SNC1和RPS4这两个R基因选择性剪接模式的改变，从而减弱了它们激活的免疫反应。这些实验结果显示，由MOS14介导的SR蛋白的入核对于这两个R基因的正确剪接以及它们在植物中介导的免疫反应是非常重要的。

此项研究为科技部和北京市科委资助课题，在北京生命科学研究所完成。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Transportin-SR Is Required for Proper Splicing of Resistance Genes and Plant Immunity

Transportin-SR (TRN-SR) is a member of the importin-β super-family that functions as the nuclear import receptor for serine-arginine rich (SR) proteins, which play diverse roles in RNA metabolism. Here we report the identification and cloning of mos14 (modifier of snc1-1, 14), a mutation that suppresses the immune responses conditioned by the auto-activated Resistance (R) protein snc1 (suppressor of npr1-1, constitutive 1). MOS14 encodes a nuclear protein with high similarity to previously characterized TRN-SR proteins in animals. Yeast two-hybrid assays showed that MOS14 interacts with AtRAN1 via its N-terminus and SR proteins via its C-terminus. In mos14-1, localization of several SR proteins to the nucleus was impaired, confirming that MOS14 functions as a TRN-SR. The mos14-1 mutation results in altered splicing patterns of SNC1 and another R gene RPS4 and compromised resistance mediated by snc1 and RPS4, suggesting that nuclear import of SR proteins by MOS14 is required for proper splicing of these two R genes and is important for their functions in plant immunity.

作者简介：

张跃林 博士

北京生命科学研究所高级研究员
 

教育经历

1989  复旦大学遗传学及遗传工程专业 学士
1995  美国俄克拉荷马州立大学生物化学及分子生物学专业 理学博士

工作经历

2011-present  北京生命科学研究所高级研究员
2005-2011  北京生命科学研究所研究员
2001-2005  英属哥伦比亚大学，Michael Smith 实验室 荣誉助教授
2000-2001  Maxygen公司农业基因项目主管
1998-2000  Tellus Genetics公司实验室主任
1998-1999  杜克大学生物学系发育、细胞及分子生物学部 博士后研究助理
1995-1998  北卡罗莱纳大学化学系 博士后研究助理
 
研究概述：

识别和抵抗微生物的侵染对于多细胞生物的存活是至关重要的。在此过程中，先天性免疫起着关键性作用。动物中的受体（如Toll样受体、Nod蛋白）对病原配体的识别诱导了先天性免疫反应；在植物中，抗病基因产物对病原无毒信号的识别启动了下游的信号级联反应，从而限制了病原的增殖和扩散。植物的大多数抗病蛋白与动物的 Nod蛋白具有结构上的同源性。越来越多的研究表明，二者下游的信号通路也非常相似。我们的研究主要分为两个方面：

1. 抗病蛋白介导的免疫反应: R蛋白根据结构差异可以分为NBS-LRR(包括CC-NBS-LRR和TIR-NBS-LRR)、LRR-RLK和LRR-RLP。我们在组成型抗病的突变体bir1-1，snc2-1D，snc4-1D，snc6-1D， mkk1 mkk2背景下进行抑制子筛选，从而找到R基因介导的免疫反应的突变体。通过图位克隆和全基因组测序的方法鉴定到R蛋白介导的免疫反应的重要元件。利用遗传学、生物化学、细胞生物学等方法阐释这些重要元件在分子水平以及个体水平的功能，最终希望通过生物信息学和系统生物学分析构建抗病蛋白介导的免疫反应信号传导网络。

2. 系统获得性抗性: 抗病蛋白介导的抗病反应通常导致局部性细胞凋亡，在植物学上称为过敏反应。系统获得性抗性是过敏反应之后的次级反应，它赋予植物对广谱病原体的非特异性的系统抗性 (SAR)。由于缺少一个快速高通量检测SAR的方法，SAR这条信号通路的研究受到很大限制。我们已经建立了一套快速灵敏并且高通量检测SAR的系统。通过正向遗传学和反向遗传学筛选我们希望获得SAR过程中包括局部信号产生、信号由局部到其他部位传递及信号被接收和传导相关的突变体。通过图位克隆和全基因组测序鉴定到突变位点，再结合表型分析、生物化学、细胞生物学功能分析这些新基因的功能，从而全面了解SAR信号通路的各个层面。

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