Science：有趣！给植物注射动物抗体来帮助它们抵御疾病

在一项新的研究中，来自英国东英吉利大学的研究人员开发出一种新的方法来增加植物的抗病性，即给它们提供动物抗体。相关研究结果发表在2023年3月3日的Science期刊上，论文标题为“NLR immune receptor–nanobody fusions confer plant disease resistance”。在这篇论文中，他们描述了改造美洲驼抗体和羊驼抗体的方法，使它们能够对抗植物中的一种真菌。

之前的研究工作已表明，动物比植物更善于抵抗由微生物引起的疾病。植物感染部位会简单地死亡并掉到地上。如果有太多的部位死亡，植物就会死亡。另一方面，动物有复杂的免疫系统，当发现新的威胁时，需要产生新的抗体，这通常只需几周时间。在这项新的研究中，这些作者想知道是否有可能借用动物免疫系统中的一些组分来帮助植物抵御感染。

为了找到答案，这些作者借鉴了之前的研究工作，比如来自怀特黑德生物医学研究所的一个研究团队利用羊驼衍生的单域抗体片段来扰乱哺乳动物细胞中的细胞过程（Nature Microbiology, 2016, doi:10.1038/nmicrobiol.2016.80）。

图片来自Science, 2023, doi:10.1126/science.abn4116。

在这项新的研究中，这些作者构建出他们所谓的pikobodies，即由来自美洲驼和羊驼的抗体与Pik-1蛋白融合而成。在自然界中，这种蛋白通常存在于与烟草植物类似的植物中---它有助于检测一种允许一种稻瘟病菌感染植物细胞的蛋白。该团队还改造了这些抗体使之识别荧光蛋白。

接下来，这些作者将pikobodies注射到多种类型的植物中，然后将它们暴露在这种称为稻瘟病菌的真菌中。他们发现，暴露于荧光蛋白的植物中的真菌细胞被杀死，在植物的叶子上留下了棕色的斑块。他们测试了11个版本的pikobodies，发现有4个版本不仅对植物细胞不致命，而且只杀死那些带有特定蛋白的真菌细胞，这表明使用这种策略来帮助植物进行自我防御是可能的。

这些作者还发现，他们不同版本的pikobodies可以以不同的方式组合，使植物有多种方式来对抗一种疾病。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Jiorgos Kourelis et al. NLR immune receptor–nanobody fusions confer plant disease resistance. Science, 2023, doi:10.1126/science.abn4116.