MST 技术又添高光时刻：多元互作检测的 “黑神话”

植物在生长发育过程中经受了各种病原菌的侵袭。植物体内有各种维持生长或防御的通路，当有病原菌侵入后，其分泌的效应蛋白等可能会抑制或者触发植物免疫反应。从而导致，病原菌蛋白作为外源分子，会对植物体内本身的互作通路造成影响，激活或者抑制某些通路，因此，研究多元互作，尤其是第三个介入分子对二元互作的影响能更加清楚的理解植物和病原菌之间的关系。

但相比于二元互作，三元或者多元互作要求实验时体系中所有分子达到平衡，才能获得更加准确的结果。选择更加适合的技术手段可以获得事半功倍的效果，本期文献解读中，一起来看看如何利用微量热泳动MST分子互作技术成功研究病原菌分泌的效应蛋白激活植物免疫通路。

2024年7月27日山东农业大学张修国团队发表在Nature Communications（IF:14.7) 上题为 A conserved oomycete effector RxLR23 triggers plant defense responses by targeting ERD15La to release NbNAC68 的研究揭示了辣椒疫霉效应蛋白RxLR23通过特异性结合到植物ERD15La蛋白，释放下游蛋白NbNAC68，激活植物的免疫反应。

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50782-3IF: 14.7 Q1

NbNAC68a、NbNAC68b和NbNAC68c，属于NAC转录因子大家族，介导生物和非生物胁迫的反应。作者研究发现NbNAC68a/b/c协同激活植物免疫通路。脱落酸和水杨酸途径的调节因子ERD15La是NbNAC68上游蛋白, 通过MST检测NbNAC68a/b/c蛋白均可与ERD15La结合（图1）。研究发现NbNAC68触发的植物免疫被NbERD15La阻断，即ERD15La是NAC68a/b/c引发的植物免疫的负调控因子。

辣椒疫霉菌侵染植物后，其分泌的效应蛋白RxLR23^KM可诱导植物细胞死亡和植物免疫。研究发现RxLR23^KM特异性结合ERD15La。为了探究效应蛋白RxLR23^KM对NbERD15La与NbNAC68a/b/c结合及对应通路的影响，作者使用MST进行三元（RxLR23^KM、NbERD15La和NbNAC68a/b/c）的检测。相比二元互作，多元互作更加复杂。溶液中游离的NbERD15La需要参与RxLR23^KM和NbNAC68a/b/c的结合反应，需要三者均达到平衡后才能获得更加准确的互作结果。

 得益于MST技术是在溶液中进行的检测，无需固定操作，能够使互作的多个分子达到平衡状态，更加准确的表征第三个介入的影响 。因此，进行MST实验时，只需要将第三个分子RxLR23^KM作为buffer成分加入到NbERD15La和NbNAC68a/b/c互作检测体系中即可， 从而大大的简化的实验难度和流程。结果分析表明，RxLR23^KM抑制ERD15La与NbNAC68a/ b/c的相互作用（图2）。

图2：通过MST检测RxLR23KM削弱NbERD15La与NbNAC68a/b/c的亲和力

基于以上研究，作者构建了RxLR23^KM与NbNAC68竞争结合NbERD15La激活植物防御反应的模型。NbNAC68的活性通过与NbERD15La结合而受到限制，植物防御反应受阻（图3a）。在感染的早期阶段，效应蛋白RxLR23^KM被递送到植物细胞中，RxLR23^KM干扰NbNAC68与NbERD15La的结合，释放NbNAC68，进而激活免疫通路，限制病原菌的成功感染。（图3b）

图3：效应物RxLR23竞争结合激活植物防御反应的模型

本文中，借助MST技术轻松完成三元互作实验，检测第三个分子RxLR23^KM对NbERD15La与NbNAC68互作的影响。Monolith系列分子互作仪器无需固定蛋白，可以在溶液中表征多元互作，有利于多元分子平衡，实验操作简洁高效，可获得更加准确的亲和力检测结果。

Monolith X

分子互作仪

「 轻松、快速、精准检测分子间相互作用 」

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