【文献分享】调控植物免疫和发育的保守模块
写在前面
本次分享由国外多家单位合作发表在植物学顶刊Nature Plants的一篇文章"A conserved module regulates receptor kinase signalling in immunity and development"，主要讲述了位于受体激酶下游的一类PP2C磷酸酶，在植物免疫激活和发育过程中发挥了相似的作用。
Abstract
细胞表面的受体识别响应配体的过程构成了动植物免疫和发育的基础。我们展示了PAMPs(pathogen-associated molecular patterns)和CLEp(CLAVATA3/EMBRYO SURROUNDING REGION-RELATED peptides)分别在免疫和发育方面激发了植物相似的机制。在没有配体存在时，信号被PP2C磷酸酶破坏；感知到配体后，相应的受体磷酸化其下游的胞质激酶，胞质激酶磷酸化PP2C，因此促进了信号传导。
Results
1. A BIK1-PLL regulatory circuit controls PTI activation
PLL4 & PLL5：PP2Cs
在pll4 pll5，PAMPs诱导的ROS burst会提前产生，说明它在受体激酶通路中发挥作用(F1ab)。并且PLL4能够去磷酸化 EFR的胞内激酶域，PLL4 N端截短后，磷酸酶的作用消失，说明N端对其功能很重要(F1C)。
过去有人报道，EFR感知到elf18后，PLL4 & PLL5能够从EFR上解离，但其具体机制未知。作者搜索数据库发现，PLL4 & PLL5有 S/T-X-X-L motif，并且有人报道这个motif能够被BIK1所磷酸化(F1d)。体外磷酸化证实了PLL4能够被BIK1磷酸化，并且motif上的点就是磷酸化的点(F1e)。
在感知到flg22时，PLL4能够从FLS2上发生解离，但PLL4突变形式(磷酸化点突变)却不能从FLS2上发生解离(F1f)，体外试验PLL4(6D)不能与FLS2互作，这也就说明磷酸化后的PLL4能够从FLS2上解离。
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2.The RLCK-VII-5 subfamily is required for CLEp signalling
在前期筛选小肽不敏感突变体中，筛到了pbl34-2。进一步筛选发现，pbl34对多个小肽展示出不敏感的表型(F2a)，这也就说明PBL34参与小肽信号中。PBL34能和上游的小肽受体激酶BAM3发生相互磷酸化(F2b)。当PBL34保守的点突变后(L135F)，其自磷酸化和磷酸化BAM3的能力发生下降(F2c)，这就说明PBL34的激酶活性在小肽信号中发挥重要作用。
PBL34，PBL35，PBL36都属于RLCK-5亚支，rlck-vii-5展示出不敏感的小肽表型(F2d)。转录激活试验说明这三个PBL成员都在根部有表达(F2e)。PBL34展示出与质膜的联系，并且在根和SAM(shoot apical meristems)都有表达(F2fg)，这就正好和小肽信号对应。
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3. The RLCK-VII-5 subfamily functions downstream of multiple primary CLEp receptors.
沿着PBLs这条路发现，CLE45p抑制了韧皮部的分化，并且是依赖BAM3和RLCK-5的(F3a)。CLE40p诱导的QC细胞分化也在bam3和rlck-5中消失(F3bc)，其他的发育表型也受到影响(F3d)，这就说明RLCK-5对于多样化的CLEp-CLV1/BAM至关重要。同时，在pll4 pll5中也没有观察到CLE相关的表型。
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4.Conservation of the regulatory mechanism in PAMP and CLEp receptor complexes
由于S-X-X-L在 POL中也保守(F4a)，POL也在小肽信号中发挥作用，所以作者想把机制扩大到免疫和发育。体外磷酸化试验发现PBL34能够磷酸化POL，并且其S-X-X-Lmotif即为磷酸化的点(F4b)。并且POL(7D)丧失了与BAM3的互作(F4c)，这与PLL4(6D)丧失与FLS2的互作一致。
遗传学证明，POL和POL(7A)回补了pol pll1的表型，而POL(7D)却不能(F4d)。
最后是model部分：
在没有配体的情况下，PLL家族磷酸酶通过抑制RK磷酸化(例如，PLL4,5或
POL,PLL1)。通过相应的受体感知到来自质外体的配体后(例如，PAMPs或CLEps)导致共受体的招募和特异性RLCK-VII成员的激活。这些RLCK-VII/PBLs在保守的N端位点磷酸化PLLs，具有负调控PLLs的作用并促进其与RK复合体的分离和相应的信号激活。
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后记
文章揭示了在免疫和发育方面一个保守的机制，对于我们思路的开拓具有良好的意义。
