쌀에서 유비퀴틴 브레이크 해제가 OsCERK1 유도 면역을 활성화시킨다

Kernkonzepte

식물 패턴 인식 수용체 CERK1은 면역 신호 전달에 필수적이지만, 병원체 부재 시 자가면역을 방지하기 위해 엄격히 억제되어야 한다. 유비퀴틴 E3 리가제 OsCIE1이 OsCERK1의 분자 브레이크 역할을 하며, 키틴 존재 시 OsCERK1에 의해 인산화되어 억제가 해제되면서 면역이 활성화된다.

Zusammenfassung

이 연구는 식물 면역 반응에서 패턴 인식 수용체 CERK1의 동적 조절 메커니즘을 밝혔다. 평상시 유비퀴틴 E3 리가제 OsCIE1이 CERK1을 억제하는 분자 브레이크 역할을 한다. 그러나 병원체 관련 분자 패턴인 키틴이 존재하면 CERK1이 활성화되어 OsCIE1을 인산화하고, 이를 통해 OsCIE1의 E3 리가제 활성이 억제된다. 이로써 CERK1의 억제가 해제되어 면역 반응이 촉발된다. 특히 OsCIE1의 U-box 내 특정 세린 인산화가 E2 효소와의 결합을 막는 스위치 역할을 하는 것으로 나타났다. 이러한 인산화 조절 메커니즘은 식물에서 동물까지 보편적으로 나타나는 것으로 확인되었다. 이 연구는 리간드에 의해 해제되는 분자 브레이크를 통해 면역 반응이 동적으로 조절되는 새로운 메커니즘을 제시했다.

Statistiken

키틴 존재 시 OsCERK1이 OsCIE1을 인산화하여 E3 리가제 활성을 억제한다.
OsCIE1의 U-box 내 특정 세린 인산화가 E2 효소와의 결합을 막는 스위치 역할을 한다.
이러한 인산화 조절 메커니즘은 식물에서 동물까지 보편적으로 나타난다.

Zitate

"During homeostasis, OsCIE1 ubiquitinates OsCERK1, reducing its kinase activity."
"In the presence of the microorganism-associated molecular pattern chitin, active OsCERK1 phosphorylates OsCIE1 and blocks its E3 ligase activity, thus releasing the brake and promoting immunity."
"Phosphorylation of a serine within the U-box of OsCIE1 prevents its interaction with E2 ubiquitin-conjugating enzymes and serves as a phosphorylation switch."

Wichtige Erkenntnisse aus

Release of a ubiquitin brake activates OsCERK1-triggered immunity in rice - Nature

by Gang Wang,Xi... um www.nature.com 05-15-2024

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07418-9

Tiefere Fragen

병원체 관련 분자 패턴 외에 OsCERK1의 활성을 조절할 수 있는 다른 요인은 무엇이 있을까?

OsCERK1의 활성을 조절하는 다른 요인으로는 OsCIE1 이외에도 OsCERK1 자체의 인산화 상태가 중요한 역할을 할 수 있습니다. OsCERK1이 OsCIE1에 의해 억제될 때, OsCERK1의 활성은 낮아지게 됩니다. 그러나 병원체 관련 분자 패턴에 의해 OsCERK1이 활성화되면 OsCIE1의 인산화가 일어나고, 이는 OsCERK1의 활성을 촉진합니다. 따라서 OsCERK1의 활성은 OsCIE1 뿐만 아니라 자체적으로도 조절될 수 있습니다.

OsCIE1 외에 OsCERK1의 활성을 조절하는 다른 분자 브레이크가 존재할 수 있는가?

OsCIE1 외에도 OsCERK1의 활성을 조절하는 다른 분자 브레이크가 존재할 가능성이 있습니다. 현재 연구에서는 OsCIE1이 OsCERK1의 활성을 억제하는 역할을 한다고 밝혀졌지만, 다른 E3 리가제나 인산화 효소 등이 OsCERK1의 활성을 조절하는 데 관여할 수 있습니다. 따라서 미래의 연구에서는 OsCERK1의 활성을 조절하는 다른 분자 브레이크에 대한 탐구가 필요할 것입니다.

이러한 동적 면역 조절 메커니즘이 다른 식물 종에서도 발견될 수 있을까?

이러한 동적 면역 조절 메커니즘이 다른 식물 종에서도 발견될 가능성이 높습니다. 주어진 연구에서 언급된 OsCIE1과 OsCERK1의 상호작용 및 OsCIE1의 인산화를 통한 면역 조절 메커니즘은 식물에서 공통적으로 나타날 수 있는 프로세스입니다. 또한, 연구 결과에서 언급된 OsCIE1의 U-box 내 세린 인산화는 다른 식물 종에서도 유사한 메커니즘으로 작용할 수 있으며, 이러한 동적 면역 조절 시스템은 다양한 식물 종에 걸쳐 발견될 수 있을 것으로 예상됩니다.