西湖大学生命科学学院的柴继杰教授应邀做学术报告

2023年12月8日，西湖大学生命科学学院的柴继杰教授应蛋白质与植物基因研究国家重点实验室肖俊宇老师的邀请，在金光生命科学大楼邓佑才报告厅举行学术讲座。本次讲座由肖俊宇老师主持。讲座中，柴继杰教授以“Biochemical mechanism of plant NLR immune receptors: from resistosomes to second messengers”为主题，围绕植物领域NLR受体结构与功能，为在场师生带来了一场精彩充实的学术报告。

柴继杰教授首先从植物免疫系统中PTI和ETI模式的工作模式讲起，介绍了NLR受体在植物免疫系统ETI模式中的功能，即NLR受体作为植物胞内受体在识别病原效应因子并触发防御相关的信号转导方面发挥重要作用。这种作用机制的核心可以概括为NLR受体接受效应因子信号后，形成寡聚化的抗性小体（Resistosome），以通道蛋白或产生第二信使的活性酶的形式激活ETI下游通路。根据NLR结构域组成与发挥功能形式的不同，可以划分为具有Coil-coil结构域的CNL受体和具有TIR结构域的RNL受体。

接着，柴继杰教授为我们介绍了CNL受体类型中的拟南芥ZAR1抗性小体的相关研究。研究通过体外纯化和冷冻电镜手段得到了 ZAR1-PBL2（UMP）-RKS1的抗性小体复合物高分辨结构，并发现其为中间含有孔道的五聚体结构；通过遗传、生化、电生理等实验，并结合植物细胞膜与细胞壁之间高钙离子的环境特征，证实了ZAR1抗性小体作为钙离子通道的功能，钙离子内流促进了下游ETI反应。同为CNL受体的小麦Sr35抗性小体也被证实具有类似的五聚体结构与功能。

在TNL类型受体中，柴继杰教授以RPP1/ROQ1抗性小体的机制解析为例，为大家详细阐述了不同于CNL的抗性小体工作机制。他们发现RPP1抗性小体通过形成四聚体复合物使得其具有NAD+水解酶活性的TIR结构域形成两个非对称的催化口袋，生成的酶促反应产物能触发的EDS1复合物与下游NLR受体复合物组分互作，引发信号转导，最终导致ETI反应。结合质谱与结构生物学手段，作为第二信触发EDS1结合的小分子得到鉴定，并通过生化反应得到功能验证。

最后，柴继杰教授系统而全面地总结了植物领域NLR受体的结构、功能和信号转导机制的现阶段研究进展，并与动物中NLR信号通路进行了对比。尽管植物NLR受体在不同种属、同一种属植物中存在的多样性，但其介导信号通路的核心机制具有统一性，该领域仍然存在着许多有趣的生物学问题等待我们去发掘。

本次讲座激发了老师同学们的激烈讨论和深入思考，在师生踊跃的提问和柴继杰教授的详细解答中圆满结束。