CgSCE3蛋白相分离调控胶孢炭疽菌热胁迫抗性与致病性的分子机制

为解决植物病原真菌如何响应热胁迫并维持致病性的科学问题，研究人员聚焦胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）的RNA结合蛋白CgSCE3，通过细胞生物学与生化技术揭示其通过相分离（LLPS）形成热激诱导的应激颗粒（SGs），并依赖IDR2结构域调控宿主侵染过程。该研究为靶向蛋白相分离的农业病害防控提供了新思路。

　　

在自然界中，植物病原真菌面临着温度波动等复杂环境挑战。以胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）为例，这种引发橡胶树等经济作物炭疽病的病原体，其侵染过程需要同时应对宿主防御和环境压力。热胁迫不仅会破坏真菌的孢子萌发和菌丝生长，还会导致蛋白质错误折叠和氧化损伤，但真菌如何协调热适应与致病力的分子机制尚不明确。近年来，生物分子凝聚体（biomolecular condensates）通过液-液相分离（liquid-liquid phase separation, LLPS）参与应激响应的现象备受关注，但在植物病原真菌中的功能研究仍属空白。

中国的研究团队在《Microbiological Research》发表的研究中，首次揭示了RNA结合蛋白CgSCE3通过相分离调控胶孢炭疽菌热适应与致病性的双重功能。研究人员结合转录组学分析发现，CgSCE3在附着胞和侵染菌丝阶段高表达。该蛋白含有一个RNA识别基序（RRM）和三个固有无序区（IDR1-3），生物信息学预测显示其具有强相分离潜能。通过荧光标记和活细胞成像技术，团队观察到CgSCE3在热激条件下形成动态的细胞质凝聚体。

关键技术包括：1）利用PONDR和SMART数据库预测蛋白无序区域；2）构建结构域缺失突变体解析IDR2在相分离中的核心作用；3）通过橡胶树（Hevea brasiliensis）离体接种实验验证致病性表型；4）采用荧光共定位技术分析CgSCE3与应激颗粒标志物CgPab1的互作。

CgSCE3 Forms Condensates After Heat Shock in C. gloeosporioides
研究发现42℃热激处理可诱导CgSCE3-GFP在菌丝内形成液滴状凝聚体，该过程可被1,6-己二醇（相分离抑制剂）逆转。FRAP（荧光漂白恢复）实验显示凝聚体具有液体样流动性，恢复率达70%，证实其为典型的LLPS现象。

Domain Deletion Analyses Demonstrate IDR2 is Crucial for Phase Separation
通过系统删除各结构域发现，IDR2缺失导致相分离能力完全丧失，而RRM缺失则影响凝聚体稳定性。分子动力学模拟揭示IDR2通过形成多价弱相互作用网络驱动相分离。

CgSCE3 Phase Separation is Essential for Thermotolerance and Pathogenicity
ΔIDR2突变体在热激后存活率降低60%，且对橡胶树叶片的致病力显著减弱。转录组分析表明，CgSCE3通过调控热休克蛋白（HSPs）和抗氧化酶基因表达维持细胞稳态。

CgSCE3 Participates in CgPab1-Mediated Stress Granule Formation
共聚焦显微镜观察到CgSCE3与应激颗粒核心组分CgPab1共定位，且两者共过表达可增强翻译抑制响应，提示其通过调节应激颗粒动态影响蛋白质合成重编程。

这项研究首次建立了植物病原真菌中蛋白相分离-热适应-致病性的分子关联，阐明IDR2作为"分子开关"的核心作用。不仅为真菌环境适应机制提供了新视角，更启示通过干扰致病菌相分离过程可开发新型农业抗病策略。作者Qiannan Wang等特别指出，针对CgSCE3 IDR2的小分子抑制剂设计，有望成为炭疽病防控的突破点。该成果对理解H3K27me3（组蛋白修饰标记）等表观遗传调控元件在真菌胁迫响应中的相分离功能也具有参考价值。