宿主将小RNA（sRNA）传递到相互作用的微生物中，以沉默病原体中与毒力相关的基因。但是，其他类别的RNA分子，例如信使RNA（mRNA），是否也可以从宿主移动到相互作用的微生物中尚不清楚。近日，美国加州大学河滨分校金海翎教授课题组在Cell Host Microbe杂志发表文章，报道了植物可以通过细胞外囊泡（EVs）传递mRNA进入真菌病原体，从而抑制感染。
宿主-微生物相互作用涉及多种生物分子交换。虽然在感染过程中毒素、代谢产物和蛋白质在宿主和微生物之间转移，但RNA的转移了解得较少。sRNA是一类短的非编码RNA，可以通过序列互补性诱导靶基因沉默。最近的发现表明，一些微生物将sRNA传递到宿主细胞中，并劫持宿主Argonaute（AGO）蛋白质以沉默宿主基因，以实现成功感染，这个过程被称为“跨界RNAi”。在宿主和微生物的共同进化竞赛中，宿主还将sRNA传递到相互作用的微生物中，以沉默病原体中与毒力相关的基因。但是，其他类别的RNA分子，例如信使RNA（mRNA），是否也可以从宿主移动到相互作用的微生物中尚不清楚。细胞外囊泡（EV）是一类多样的细胞衍生膜结构，它们释放到细胞外环境中。EV包含各种生物分子，包括蛋白质、脂质、核酸（如RNA和DNA）和代谢物。它们通过转移生物分子，成为细胞间通讯的重要介质，从而影响各种生理和病理过程。在动物中，由于其作为诊断和治疗工具的潜力，EV已经引起了科学和医学界的重视。在植物中，EV在保护sRNA在从宿主到相互作用的微生物的传递过程中发挥着重要作用，以损害病原体感染。引人注目的是，引起超过1,400种植物灰霉病的真菌病原体Botrytis cinerea，使用与其植物宿主相似的策略，也部署EV来保护和运输sRNA效应子进入宿主细胞进行跨界RNAi。mRNA在细胞内传递遗传信息，通常被翻译成蛋白质以实现其生物学功能。动植物中已报道细胞间和系统性mRNA的运输。在动物中，EV对于细胞间和系统性sRNA和mRNA的运输至关重要。最近，玉米的真菌病原体Ustilago maydis显示分泌含有mRNA的EV，这些mRNA可能参与调节植物-病原体相互作用。然而，目前尚不清楚植物EV是否可以运输mRNA和除sRNA之外的其他类别的RNA分子。如果mRNA可以从植物移动到相互作用的微生物中，它们是否会在微生物中被翻译，以及对病原体适应性和感染力的潜在影响是什么？该研究发现表明EVs将植物mRNA运输到相互作用的致病真菌细胞中。重要的是，这些转移的宿主mRNA与真菌多聚体相关联，用于翻译，具有损害感染的潜力。这些发现为有效控制植物疾病提供了潜在的未来策略。该研究发现，植物宿主拟南芥通过细胞外囊泡（EV）将mRNA传递到真菌病原体灰霉病菌中。荧光RNA适配体报告基因Broccoli系统显示EV和接收真菌细胞中的宿主mRNA。使用翻译核糖体亲和纯化分析和多聚体分析，观察到传递的宿主mRNA在真菌细胞中被翻译。在灰霉病菌中异位表达两个转移的宿主mRNA表明它们的蛋白质对感染有害。拟南芥基因敲除突变体与这些转移的mRNA对应的基因更容易受到感染。因此，植物通过将mRNA运输到真菌细胞中来减少感染。从植物转移至致病真菌的mRNA被翻译以损害感染，提供了有助于对抗作物疾病的知识。Wang S, He B, Wu H, Cai Q, Ramírez-Sánchez O, Abreu-Goodger C, Birch PRJ, Jin H. Plant mRNAs move into a fungal pathogen via extracellular vesicles to reduce infection. Cell Host Microbe. 2023 Dec 13:S1931-3128(23)00470-5. doi: 10.1016/j.chom.2023.11.020. PMID: 38103543.外泌体资讯网 【Cell Host Microbe】：植物mRNA通过EVs进入真菌病原体以减少感染
