绿僵菌分泌两种效应子双向抑制昆虫免疫配体的调控机制获揭示

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文章导读

你是否好奇，一种真菌为何能“通杀”上百种昆虫？中国科学院王成树团队揭秘了绿僵菌的致命策略：它分泌两种效应子ETS1与ETS6，一个负责直接降解昆虫免疫关键蛋白Spätzle，另一个则阻断其二聚化并妨碍与受体结合，双管齐下彻底瘫痪昆虫的免疫防线。更惊人的是，这一机制可跨物种生效，正是绿僵菌广谱杀虫的背后逻辑。这项发表于《先进科学》的研究，首次揭示了真菌通过多效应对单一免疫通路进行“精准打击”的新范式，为生物农药开发提供了全新思路。

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近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王成树研究组，揭示了绿僵菌通过双效应子挟持昆虫寄主免疫的关键细胞因子而广谱杀虫的作用机制。

不同种类的绿僵菌感染昆虫寄主的范围不同，其中，广谱杀虫绿僵菌能够感染不同目、上百种以上的昆虫。除G-蛋白偶联受体介导寄主识别外，广谱杀虫绿僵菌如何拮抗不同昆虫中既保守又高度分化的免疫因子尚不清楚。

昆虫抗真菌免疫应答主要为Toll信号途径，其中跨膜Toll受体的特异性配体Spätzle是介导胞外免疫识别信号到胞内应答、表达抗菌肽的关键细胞因子，其成熟形式为C-末端的106个氨基酸，通过形成二聚体与Toll受体结合。研究团队以果蝇Spätzle蛋白为诱饵，筛选罗伯茨绿僵菌感染昆虫不同时期构建的cDNA文库，获得9个潜在的互作蛋白ETS1-9。

团队进一步通过酵母细胞的正反向双杂、蛋白水平的互作验证，证明绿僵菌M28家族的金属蛋白酶ETS1和功能未知的ETS6同Spätzle及C106均存在互作。生化功能等验证表明：氨肽酶ETS1可降解Spätzle和C106；昆虫免疫应答可上调、“补偿”表达Spätzle，但ETS6可阻止C06二聚化，又可挟持、阻止C106二聚体同Toll受体结合，从而抑制抗菌肽表达。不同昆虫的Spätzle/C106氨基酸序列高度分化，但不同昆虫甚至非昆虫无脊椎动物的C-末端成熟配体，可形成结构高度相似的二聚体结构。ETS1和ETS6可作用于不同昆虫的免疫配体，表现出广谱杀虫活性。