拟南芥TIR组学指导人工TIR结构域蛋白设计及其免疫信号调控机制解析

来自全球顶尖科研团队的研究人员通过系统性解析拟南芥TIR蛋白质组的自然变异，开发了人工TIR设计新策略。该研究首次揭示BB-loop结构多态性调控TIR酶活性与细胞死亡信号输出的分子机制，成功实现TIR-NLR免疫受体的功能优化，为作物抗病育种提供了可编程的工程化新路径。

　　

Toll/白细胞介素-1受体（TIR）结构域是生命树中广泛参与免疫与细胞死亡应答的古老蛋白模块。植物与原核生物编码的TIR结构域通过酶促反应产生多样化小分子免疫信号。拟南芥基因组包含约150个TIR蛋白（称为AtTIRome），其中半数在瞬时表达实验中诱发细胞死亡。研究人员基于AtTIRome细胞死亡表型的共识序列设计人工TIR蛋白，发现位于催化口袋上方的柔性BB-loop区域自然多态性直接决定TIR功能差异。通过结构-功能分析证实，BB-loop变异可调控TIR代谢物（如NAD⁺衍生物）产量与细胞死亡强度。研究进一步证明人工TIR能在NLR（核苷酸结合富亮氨酸重复序列）支架上正常运作，并可精准调控天然TIR-NLR受体的活性。该成果不仅揭示了TIR信号输出的多样性机制，更为设计可编程植物免疫受体提供了全新工程化范式。