免疫療法為人類攻克癌癥提出了新思路，但很少有人知道，植物和人類一樣，也有免疫系統(tǒng)，也能通過激活免疫系統(tǒng)來抵抗病蟲害，而這將極大地減少農藥的使用。
　　4月5日，清華大學柴繼杰團隊、中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所周儉民團隊和清華大學王宏偉等團隊聯(lián)合在《科學》雜志發(fā)表一項成果：在植物中發(fā)現(xiàn)由抗病蛋白組成的抗病小體并解析其冷凍電鏡結構，揭示了抗病蛋白管控和激活的核心分子機制。中國工程院院士、西北農林科技大學教授康振生評價，這是植物免疫研究領域取得里程碑式的成果，或將引領未來植物病理學和免疫學的發(fā)展。
　　植物具有復雜、精細調控的免疫系統(tǒng)，用于識別病原微生物、激活防衛(wèi)反應，從而保護自己免受侵害。植物免疫系統(tǒng)的基礎組成就是植物細胞內數(shù)目眾多的抗病蛋白——它們是監(jiān)控病蟲侵害的“哨兵”，也是動員植物防衛(wèi)系統(tǒng)的“指揮官”。但抗病蛋白被發(fā)現(xiàn)至今已有25年，人們仍然不清楚其工作原理。周儉民介紹，這是因為純化完整蛋白難度很大，而科學家們缺乏能“看到”更微觀結構的技術手段，無法解析蛋白復合物的完整組分，也就無法完成重構。
　　在這種情況下，三個身懷絕技的研究團隊走到了一起——周儉民團隊建立了理論和實驗體系，并解析了植物抗病蛋白ZAR1的完整組分；柴繼杰團隊在動物炎癥小體結構研究中積累了豐富經(jīng)驗并長期研究植物抗病蛋白，而王宏偉團隊在冷凍電鏡技術上有“絕活”。
　　在之前工作的基礎上，三個團隊進一步合作，以細菌蛋白AvrAC與植物抗病蛋白ZAR1為體系，成功“組裝”了包含激活ZAR1的抗病小體，并揭示了抗病小體工作機制。比如，抗病小體形成后直接在細胞質膜上發(fā)出自殺指令，很可能是植物細胞死亡和免疫執(zhí)行者。研究還發(fā)現(xiàn)，植物抗病小體的組裝方式、結構與功能，與動物免疫中的炎癥小體驚人地相似，展現(xiàn)了在不同生命形式中，進化對免疫形成的力量。
　　柴繼杰表示：“植物一般無法移動，遭遇病蟲害時不能像動物那樣逃離。盡管體內抗病蛋白數(shù)量眾多，但總有防不勝防的疾病來襲，而抗病小體可以組合作戰(zhàn)，使其應對陌生病毒的本領增強了?！倍闱宄共⌒◇w的工作機制，對未來進一步展開抗病蛋白的研究是至關重要的一步。
　　英國皇家學會會士、塞斯伯里實驗室教授索非恩·卡蒙評價：“這真是一個令人震驚和漂亮的結構?？吹剿?，讓我非常興奮。更讓人振奮的是，他們提出了一個新的模型，一個我們領域從未有過的全新模型。他們提出了一種自殺開關模型。這個開關激活后，從抗病小體彈出，然后直接與細胞質膜結合，很可能通過在膜上形成穿孔，殺死細胞。這個模型非常、非常新，將會給植物免疫領域帶來很多啟示?！?br/>　　科學家們看到了這項成果在農業(yè)上的應用前景，特別是在育種和減少農藥使用上的巨大潛力。中國科學院院士、河北大學校長康樂說：“為了獲得具有某種抗性的植株，我們往往需要‘動員’植物的多種防御基因來抵御病害，但很可能會導致農作物產(chǎn)量的下降。我們現(xiàn)在知道了抗病小體的工作機制，未來或可在育種中進行精準調控?！敝袊r業(yè)科學院植物保護研究所所長周雪平教授表示，希望科學家們在這一項研究成果的基礎上繼續(xù)深耕，未來或將讓中國乃至全世界都減少農藥的用量。中國科學院院士李家洋介紹，科學家們正在推進把新發(fā)現(xiàn)應用在農業(yè)生產(chǎn)中，“這一成果是在模式植物擬南芥上獲得的，或許我們可以在其他十字花科農作物上先進行實驗。在獲得進一步認識的基礎上，再推廣到其他植物上”。
　　“免疫反應過度表達也會給植物帶來危害。那么，這個度在哪里？我們如何能夠精準地控制這個開關？這些都還需要下一步的深入研究?！敝軆€民表示，研究團隊將沿著這個方向繼續(xù)努力。
　?。ㄔd于《光明日報》 2019-04-07 03版）