Nat Commun：受体激酶MIK2是细胞因子SCOOP家族的受体

来源：植物生物学

植物利用定位在细胞表面的受体，如受体激酶(RKs)，来感知细胞外环境，并协调自身的生长和发育，以响应内源和外源信号。由植物基因组中数百个基因编码的植物多肽最近被认为是一类新的植物激素，在自分泌和旁分泌通讯中发挥着重要作用。然而，这类多肽的已知受体数量仍然很少。

受体激酶MIK2(也称为盐胁迫诱导的富含亮氨酸的重复激酶家族蛋白，或LRR-KISS)参与了植物的多种生理过程，如对细胞壁损伤的应激反应，耐盐性，根系生长，以及对重要的维管真菌病原菌尖孢镰刀菌的抗性等。但MIK2配体的身份和来源尚不清楚。

2021年1月29日，Nature Communications 杂志在线发表了东英吉利大学Cyril Zipfel团队的题为Perception of a divergent family of phytocytokines by the Arabidopsis receptor kinase MIK2 的研究论文，揭示MIK2是植物细胞因子SCOOP家族的受体，SCOOP12直接与MIK2结合，诱导MIK2-BAK1复合物的形成和下游信号的激活。SCOOP-MIK2配体-受体模块的特征是我们在理解植物细胞感知植物细胞因子的机制方面取得的重大进展。

本研究，为了了解MIK2是如何调节植物逆境反应的，作者测试了不同免疫激发子处理后，拟南芥mik2突变体植株活性氧(ROS)的产生是否受到影响。根据激发子的来源，在mik2植株中观察到一些但不是所有激发子在质外体ROS产生方面存在明显的缺陷。为了检验这些观察结果的普遍性，还测试了其他微生物和植物激发子，包括最近发现的富含丝氨酸的内源肽12(SCOOP12)，它被认为是一种植物细胞因子(一种分泌的肽，通过类似于动物中的细胞因子来调节植物的免疫反应)。令人惊讶的是，与flg22或PEP1(补充图1)不同的是，mik2植物对SCOOP12处理测得的所有细胞反应都不敏感(图1A-f和补充图2A-d)，包括胞浆Ca2+浓度ROS产生增加，丝裂原活化蛋白激酶磷酸化，以及幼苗生长抑制等免疫的标志性反应。重要的是，MIK2的丢失可以用其天然启动子下的MIK2表达来补充Mik2以上结果表明mik2是SCOOP12的受体。

紧接着，为了进一步验证MIK2是否是SCOOP12受体，作者在本氏烟草中瞬时表达了MIK2或MIK2胞外结构域和EF-TU受体(EFR)26胞内结构域构成的嵌合体(MIK2-EFR)。本氏烟草的基因组缺乏MIK2同源基因，对SCOOP12不敏感。然而，当表达MIK2或MIK2-EFR时，可以测量到SCOOP12诱导的本氏烟草ROS的产生，这一数据表明，MIK2足以赋予SCOOP12响应性，并表明MIK2胞外结构域参与了这一识别。

随后，发现SCOOP12直接与MIK2结合后，诱导MIK2-BAK1复合物的形成和下游信号的激活。此外，作者在镰刀菌蛋白质组中发现了类似SCOOP的序列，其相应的合成肽可以诱导MIK2依赖的反应和MIK2-BAK1结合，这表明MIK2可能直接感知镰刀菌。

SCOOP12诱导MIK2-BAK1复合物的形成 

综上，揭示受体激酶MIK2对不同植物细胞因子家族的感知，确定MIK2是植物细胞因子SCOOP家族的受体。SCOOP12直接与MIK2结合，诱导MIK2-BAK1复合物的形成和下游信号的激活。SCOOP-MIK2配体-受体模块的特征是我们在理解植物细胞感知植物细胞因子的机制方面取得的重大进展。鉴于MIK2的多种生理功能，将SCOOP确定为MIK2配体将有助于进一步剖析这些不同的多肽在不同途径中的作用以及它们感知的分子基础。