本次阅读的文献是2018年发表在《science》上的《Plants send small RNAs in extracellular vesicles to fungal pathogen to silence virulence genes》一文,通讯作者是美国加州大学河滨分校的金海翎教授。
通常来说病原菌或是害虫会分泌一些小RNA来影响宿主,同样的宿主也会分泌一些小RNA来抑制这些病菌或是宿主的毒性。本文以真菌灰霉为例 ,揭示了一条由拟南芥到灰霉的sRNA转移机制,对于植物沉默掉真菌的毒害基因非常重要。
实验目的:植物如何将sRNA传递给灰霉?
首先作者从感染灰霉的拟南芥中分离灰霉细胞,经过质谱分析后找到42个来源于拟南芥的sRNA,通过对来源于同一个mRNA链的sRNA进行分析,发现只能某些特定的sRNA能够转移到灰霉细胞内,暗示着这些sRNA不是通过简单的扩散,而是有选择的分选。在动物中sRNA的转运依赖于囊泡,在植物是否也是如此呢?通过对这些sRNA库分析以及核酸酶保护试验验证了sRNA是通过囊泡运输到灰霉体内。进一步通过一个动物中外泌体的marker基因CD63的同源基因且受灰霉诱导的TET进行分析,暗示着这种sRNA的转移可能来源于外泌体。
Plant endogenous sRNAs are transferred into fungal cells via extracellular vesicles如何证明是外泌体:
1.来源:TET8-GFP与植物中MVB(动物中外泌体的来源)的marker ARA6共定位,在灰霉侵染处富集。
2.TEM直接观察到细胞外类似囊泡的结构。
3.可以在TET8-GFP的植物中观察到带荧光的囊泡。
随后通过灰霉与TET9-GFP共孵育证明在灰霉体内, 能够检测到GFP,并且植物源的外泌体在共孵育后能在灰霉检测到,说明外泌体的确能够被植物吸收。
TET8 and TET9 coordinately regulate sRNA secretion and host immunity随后进行遗传分析,在 tet8tet9 中灰霉侵染叶斑面积更大并且灰霉中检测到sRNA更少。
TET8 and TET9 coordinately regulate sRNA secretion and host immunity那么传递的sRNA对于免疫是否重要呢?
植物方面:在影响RNA合成的突变体dcl2/3/4 rdr6-15 中对灰霉侵染更加敏感。
病毒方面:dcl2/3/4 rdr6-15 中sRNA靶标的基因表达量在侵染后不下调,敲掉sRNA靶标基因的菌株侵染能力下降。
Transferred host sRNAs silence fungal virulence genes and suppress fungal pathogenicity本文发现依赖于TET形成外泌体的sRNA在不同物种间的转移对于植物免疫非常重要,但是TET如何形成外泌体仍需进一步发现。
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