植物一生面臨著非常復(fù)雜和嚴峻的生存環(huán)境，長期受到真菌、細菌和病毒的侵襲。經(jīng)過漫長的進化，植物逐漸形成了一系列復(fù)雜的主動適應(yīng)機制：先天免疫系統(tǒng)，使得能夠侵染植物的病原物只是微生物中很小的一部分，大部分有害生物被拒之門外。植物由于缺乏哺乳動物的移動防衛(wèi)細胞和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，只能依靠每個細胞的先天免疫力以及從感染點在植物內(nèi)各處發(fā)送的信號來進行免疫。

植物通過NLR（nucleotide-binding，leucine-rich repeat）胞內(nèi)受體感知病原體效應(yīng)蛋白后，啟動免疫信號傳導(dǎo)，通常導(dǎo)致細胞程序性死亡，這一過程稱之為超敏反應(yīng)（HR）。NLR具有典型的“三段式”結(jié)構(gòu)：N端信號傳導(dǎo)域、核苷酸結(jié)合域（NB）、C端富含亮氨酸的重復(fù)序列（LRR）。根據(jù)N端信號傳導(dǎo)域的不同，植物中NLR分為兩大類：TIR（Toll-like，Interleukin-1 receptor，Resistance protein）及CC（coiled-coil）。動物NLR結(jié)構(gòu)域類似于植物，NLRC4（動物中NLR）N末端包含胱天蛋白酶激活和募集結(jié)構(gòu)域（CARD），NLRC4與NAIP NLR合作檢測病原體。當病原體與NAIP蛋白結(jié)合后，改變其構(gòu)象并激發(fā)NLRC4分子的募集，這開始逐步募集更多的NLRC4分子，形成稱為炎性體的輪狀低聚物，這種復(fù)合物使N末端CARD緊密接近，從而可以募集和激活胱天蛋白酶。因此，NLRC4介導(dǎo)的免疫信號傳導(dǎo)的激活是通過誘導(dǎo)N端信號傳導(dǎo)域的接近而發(fā)生的。最近在模式植物擬南芥中也有相關(guān)報道，表明N端信號域的誘導(dǎo)鄰近可能是NLR中信號激活的保守機制。

Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America近日在線發(fā)表了英國東英吉利大學(xué)塞恩斯伯里實驗室題為“Induced proximity of a TIR signaling domain on a plant-mammalian NLR chimera activates defense in plants”的研究論文，進一步研究植物NLR的信號傳導(dǎo)機制。

作者首先檢查了NLRC4施加的誘導(dǎo)鄰近度是否足以激活RPS4 TIR域（TIRRPS4）介導(dǎo)的防御。在CaMV 35S啟動子的控制下生成了TIRRPS4-NLRC4嵌合體，以在植物葉片中表達，在煙草中瞬時表達標記了表位的TIRRPS4-NLRC4，NAIP2，NAIP5和FlaA。NLRC4有兩個介導(dǎo)低聚的相互作用表面：“供體”表面，將NLRC4單體募集到復(fù)合物中;“受體”表面，其與其他NLRC4和NAIP的供體表面相互作用，瞬時與NAIP5和FlaA共表達TIRRPS4-NLRC4的受體表面突變體（D125A）或供體表面突變體（L435D），受體表面突變體TIRRPS4-NLRC4（D125A）不會與NAIP5免疫沉淀，也無法形成炎癥小體，因為阻止了受體表面與NAIP5的供體表面締合。這些結(jié)果表明TIRRPS4-NLRC4/NAIP/PAMP可以在植物中形成真正的炎癥小體復(fù)合物。

接下來，作者探究了哺乳動物的炎癥小體信號傳導(dǎo)是否可以激活TIR依賴的植物反應(yīng)，如HR。共表達觸發(fā)煙草中的HR蛋白，表明RPS4 TIR結(jié)構(gòu)域的鄰近誘導(dǎo)足以激活免疫信號和HR。

綜上：作者發(fā)現(xiàn)植物TIR結(jié)構(gòu)域的NADase活性對于植物防御激活是必需的，但是哺乳動物或細菌TIR的NADase活性不足以激活植物防御。