生物化学家揭示了保护植物免受疾病侵染的细菌的新见解

图像描绘了Tne2，这是一种NAD降解酶，可通过植物保护细菌假单胞菌（Pseudomonas protegens）的6型分泌系统分泌。

像所有生物一样，植物与细菌群落相关，有益菌和有害菌在其中竞争优势地位。这些交战细菌的武器包括分子注射器，某些细菌可以使用分子注射器将毒素注入其他细菌。在2月2日出版的《生物化学杂志》上的一项研究中，加拿大麦克马斯特大学的研究人员指出了一种土壤毒素细菌所使用的一种毒素的身份，这种细菌可以保护植物免受疾病侵害。

假单胞菌细菌蛋白可以杀死居住在土壤中的植物病原体，包括真菌和细菌，这些细菌会侵害重要农作物如棉花的根部。假单胞菌蛋白原会向土壤中释放这些抗微生物化合物，但约翰·惠特尼（John Whitney）特别对通过VI型分泌系统或T6SS直接注入其他细菌的化合物感到好奇。

惠特尼说：“ [T6SS]是一种分子纳米机器，可将有毒蛋白质注入其他细菌种类并杀死它们。”“具有[T6SS]的植物保护细菌相对于没有细菌的[细菌]可以更好地保护植物免受病原体的侵害。”

滑铁卢大学的本科生珍妮·唐（Jenny Tang）和内森·布伦（Nathan Bullen）曾与惠特尼（Whitney）合作进行合作研究，他们率先发现了蛋白质假单胞菌对其他细菌使用的有毒蛋白质作用于几乎所有生物中发现的分子细胞：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸或NAD +。在许多生化反应中，NAD +是辅助因子或“辅助”分子。通过注射破坏NAD +的蛋白质，蛋白质假单胞菌能够杀死其他细菌。

然后，研究小组调查了许多其他细菌的基因组序列，以了解靶向NAD +的策略在微生物战中的普及程度。他们发现，许多具有分泌系统的细菌所携带的基因与编码NAD靶向毒素的基因相似。

惠特尼说：“我们开始看到，这不仅是植物保护性细菌杀死植物的一种方式。”“如果看一下这种（蛋白质）在所有测序细菌中的分布，看来许多不同环境环境中的许多不同细菌都使用这种作用方式来与其他细菌竞争。”

自然界中这些毒素的丰富性提出了许多问题：不同环境中的不同细菌如何进化来抵抗这种毒素？靶向NAD的毒素对某些细菌物种的抵抗力是否比对其他细菌的细菌更有效？在农业研究人员中，了解细菌武器的扩散是一个活跃的研究领域，他们希望开发出更好的方法来对抗植物疾病。

惠特尼说：“植物保护性细菌产生的抗菌毒素的鉴定和表征可能有一天使我们能够对这些细菌进行改造，使其具有更高的抑制病原体的能力，”惠特尼说。

出版物：Jenny Y. Tang等人，“多样化的NADase效应子家族通过VI型分泌系统介导细菌拮抗作用，” JBC，2017年；土井：10.1074 / jbc.RA117.000178