四川大学发表最新Nature论文

发布时间：2026-09-18来源：生物世界

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

水杨酸（Salicylic acid，SA）是一种关键的植物抗病激素，可激活植物的防御反应。在拟南芥中，NPR1（也称为 NIM1）和 NPR3/NPR4 已被鉴定为感知水杨酸的双重受体。然而，水杨酸如何与 NPR 蛋白结合并诱导防御基因表达，其中的机制目前仍不清楚。

2026 年 9 月，四川大学生命科学学院张跃林教授团队（博士后彭钰君、田海南副研究员为论文共同第一作者）在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：Mechanisms of Transcriptional Regulation by Salicylic Acid Receptors 的研究论文。

该研究系统性解析了植物抗病激素水杨酸通过其受体 NPR1 和 NPR3/NPR4 实现双轨协同调控抗病相关基因表达的分子机制。

在这项新研究中，研究团队阐明了水杨酸（SA）通过 NPR1 触发转录激活，并解除由 NPR3/NPR4 介导的转录抑制的分子机制。

研究团队发现，MED15A 是连接 NPR1 与调控转录的中介复合物之间的桥梁。水杨酸可诱导 NPR1 与 MED15A 直接相互作用。结构与功能分析表明，NPR1 与 MED15A 的结合对于 NPR1 介导的转录激活至关重要。同时，水杨酸可解除由 NPR3/NPR4 介导的转录抑制。NIMIN1 与 NPR3/NPR4 及 Topless（TPL）共抑制因子相互作用，将其连接至多梳抑制复合物-2（PRC2），从而介导水杨酸响应基因的 H3K27 三甲基化。水杨酸抑制 NPR3/NPR4 与 NIMIN1 之间的相互作用，降低目标基因的 H3K27 三甲基化水平，并增加组蛋白乙酰化，从而解除 NPR3/NPR4 介导的基因沉默。

总的来说，该研究全面揭示了水杨酸介导的防御基因激活机制，将水杨酸信号通路中的转录激活与转录抑制机制有机整合，为理解植物如何精细调控免疫反应提供了全新视角。这些发现不仅具有重要理论意义，也为设计更有效的水杨酸类似物农用化学品、通过基因编辑水杨酸信号通路以改良作物抗病性提供了新靶点和新思路。

值得一提的是，Nature 期刊同期发表了来自华盛顿大学郑宁教授团队的研究论文：Transcriptional activation of plant immunity by salicylic acid。

该研究表明，水杨酸（SA）能稳定 NPR1 的 SA 结合结构域（SBD），并通过变构作用促进其与 MED15A 的相互作用。利用 NPR1 邻近组数据和 AlphaFold 结构预测，研究团队确定了 NPR1 与 MED15A 的激酶诱导结构域相互作用（KIX）结构域之间存在直接相互作用。

该研究进一步揭示，重组 NPR1 能够以 SA 依赖的方式招募 MED15A，且 MED15A 的结合反过来增强了 NPR1 对 SA 的亲和力。冷冻电镜和氢-氘交换质谱分析揭示，SA 和 MED15A 的 KIX 结构域通过各自的界面稳定 NPR1-SBD 的 SA 结合核心，从而协同增强 NPR1-SBD 以促进三元复合物的形成。研究团队进一步证明，作为 SA-NPR1 通路的抑制因子，NIMIN1 通过竞争 NPR1-SBD 上的同一对接位点并变构阻断激素结合，从而拮抗 SA 信号转导。