Nature Microbiology：陈学伟团队揭示超长链脂肪酸调控稻瘟病菌致病性的分子机理
2020年9月，四川农业大学陈学伟团队与美国加州戴维斯分校、南京农业大学、英国塞恩伯斯实验室、中国科学院遗传与发育生物学研究所、重庆大学等多家科研单位合作，在《Nature Microbiology》（IF: 15.54）上发表了题为“Discovery of broad-spectrum fungicides that block septin-dependent infection processes of pathogenic fungi”的研究论文，揭示了septin介导的真菌侵染结构形成的新机制，并为防治植物和动物的各种真菌病害提供了新思路和新方案。中科脂典参与该研究，提供了包括超长链脂肪酸和磷脂酰肌醇磷酸在内的脂质分析。
PIPs能结合septin蛋白并将其招募至附着胞中心以形成环状结构
Elo1介导的VLCFAs合成在septin蛋白组装中起关键作用
靶向VLCFAs合成的抑制剂具有有效的广谱杀菌活性，而不影响宿主
有着“水稻癌症”之称的稻瘟病每年都给我国乃至世界水稻安全带来巨大威胁。稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）是研究病原真菌与寄主分子互作的模式物种，解析其致病机理，不仅可为稻瘟病防治靶点的鉴定、新型农药设计提供理论指导，而且对其它病原真菌的理论和应用基础研究具有借鉴意义。
本世纪以来，国内外科学家发现稻瘟病菌侵染水稻时，侵染器官附着胞中septin组装成环状结构，从而调控入侵过程。Septin 蛋白广泛参与调节真核生物膜重塑相关的过程，如神经元棘突形态发生、精子发生和T细胞运动等。Septin主要依赖结合脂类磷脂酰肌醇磷酸（PIPs），以锚定至膜上发挥功能。然而，PIPs的结构特性与septin组装之间的关系仍不清楚，且关于稻瘟病菌septin组装成环的分子调控机理，也有许多未解之谜。
研究人员以稻瘟病菌为模型，发现PIPs结合septin蛋白并将其招募至附着胞中心以形成环状结构，并且PIPs含有超长链脂肪酸（VLCFAs）作为脂肪酰基侧链。在此基础上，明确了VLCFAs合成限速酶Elo1对超长链脂肪酸的合成及其致病性起重要作用。Elo1介导的VLCFAs合成在septin蛋白组装中起至关重要作用：Elo催化产生的VLCFAs为膜上PIPs提供关键脂肪酰基侧链，调控侵染钉形成过程中PIPs在质膜弯曲部位的聚集和适当分布，进而影响PIPs对septin蛋白在质膜弯曲部位的招募，最终影响穿透钉形成。
该研究进一步发现靶向VLCFAs合成的抑制剂能有效抑制septin环的形成，从而降低稻瘟病菌致病性，且不会对水稻宿主造成伤害。此外，研究人员还观察到VLCFA生物合成抑制剂不仅能预防稻瘟病，而且对玉米小斑病菌、小麦白粉病菌和蝗虫绿僵菌等多种真菌病原菌表现出有效的广谱杀菌活性，而不影响它们各自的宿主。由于Septin 蛋白和VLCFA生物合成酶Elo在真菌中广泛存在且高度保守，推测VLCFA合成抑制剂能有效抑制动植物乃至人类的真菌病害，因而具有潜在应用价值。
VLCFAs在稻瘟病菌septin组织和致病性中作用的模型
综上所述，该研究发现稻瘟病菌VLCFA通过影响附着胞发育阶段致病因子septin环的组装，以调控侵染钉形成，实现对致病性的调控作用。靶向VLCFA合成的化学试剂可有效抑制稻瘟病菌等病原真菌对水稻等农作物的危害。
