生物谷报道：耶鲁大学的研究人员鉴定出一个重要的调节植物中的重要免疫反应——程序性细胞死亡（ＰＣＤ，凋亡apoptosis）的基因BECLIN-1，研究结果发布在5月20日出版的Cell杂志上（去年5月份生物谷也报道了一篇类似的文章，也是研究BECLIN-1基因与凋亡的关系，见附录《任小二快报》：Caspase, 踏住死亡天平的两端）。
为了避免病毒的感染，植物会在感染位点形成一个死细胞区域，这种地带能够阻止感染的扩散。耶鲁大学的Savithramma Dinesh-Kumar和同事发现了植物在它们出现细胞自杀过程——凋亡后避免杀死自己的机制。
Dinesh-Kumar首先发明了一种沉默或失活植物基因的技术，目前这种技术已经被其他几个研究团体所采用。利用烟草作为模型系统，他的研究组研究了植物和病毒之间的反应。
他们确定并沉默了一种叫做BECLIN-1的“pro-survival”基因，这种基因在程序性细胞死亡过程（PCD）中非常重要。当BECLIN-1活跃时，感染只限于小数量的细胞，而且这些细胞之后会死亡并在叶子上形成离散的棕色伤口；当这个基因被失活时，植物就不能再调节程序性细胞死亡过程，从而导致整个叶子和植物的死亡。
程序性细胞死亡发生在植物和动物的所有细胞类型中，它是许多生物过程如免疫系统功能、胚胎发育和缺陷性细胞清除过程的一个重要的方面。PCD的障碍能够导致严重疾病如癌症、阿尔茨海默症和艾滋病的发生。
这项研究进一步了解了植物通过精细控制感染细胞的破坏来抵御微生物攻击的机制。这些新发现揭示出了一个与动物中类似的过程，并可能最终促进人们更好地了解人类健康。
生物谷评论认为：细胞凋亡区别细胞坏死的最主要特点在于，细胞凋亡是主动过程。因此人们一直认为细胞凋亡可能具有重要的生理和病理意义。新近观点认为，细胞凋亡，染色质和胞质浓缩，这样可以避免细胞内容物释放出来，因为细胞内容物内有大量酶类，同时还含有大量能引起免疫反应的物质，因此细胞一旦出现凋亡，这些物质将被包裹在细胞内而逐渐浓缩最终被吞噬，相反如果是坏死，则细胞内容物会漏出，从而引发免疫炎性反应。因此人们一直认为细胞凋亡在某种程度上是机体对外界刺激的主动反应的结果。可能对机体是一种保护性，有益的反应，而并非传统想法，凋亡是有害的过程。而且在发育过程中，常常伴随凋亡的存在，这些细胞凋亡现象可能具有两方面的作用，一是优化和筛选，将一些“功能不佳”的细胞凋亡掉，从而有利于其它细胞更好地生长；二是细胞凋亡有利于发育过程中器官和组织的分化，如蝌蚪的尾巴在发育过程中，细胞渐渐凋亡而使尾巴消失。这些新近的观点促使人们意识到，面向凋亡时应该如何处理？是否是采取什么手段干预凋亡或减轻凋亡还是想法设法阻止凋亡的发生？这还需要更深入的研究和追踪，用科学的证据来回答。
Researchers at Yale have identified a gene that regulates the major immune response in plants, programmed cell death (PCD), according to a recent report in the journal Cell.
To protect themselves from viruses, plants create a zone of dead cells around an infection site that prevents the infection from spreading. Savithramma Dinesh-Kumar, associate professor of Molecular, Cellular and Developmental Biology at Yale and his colleagues discovered how the plants keep from killing themselves after they turn on the cell-suicide PCD process.
Dinesh-Kumar first developed a technique for silencing or inactivating plant genes -- a technique that is now used by several research groups. His group studies the interaction between plants and viruses using tobacco as a model system.
They identified and silenced a "pro-survival" gene, BECLIN-1, that is important in the PCD response. When BECLIN-1 is active, infection is localized to a small number of cells that later die and form discrete brown lesions on the leaves. When the gene is inactivated, the plant can no longer regulate PCD, leading to cell death throughout the leaf and plant.
PCD has been described in virtually all cell types, both plant and animal. It is an important aspect of many biological processes including immune system function, embryonic development and elimination of defective cells. Failure of PCD can result in devastating diseases such as cancer, Alzheimer's and AIDS.
"This work gives us a better understanding of how plants fend off microbial attacks through carefully controlled destruction of infected cells," said James Anderson, of the Division of Genetics and Developmental Biology at the National Institute of General Medical Sciences (NIGMS). "Like other studies carried out in model organisms, these findings shed light on similar processes that occur in mammals, and may eventually be used to better human health."
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原始出处：
Liu Y, Schiff M, Czymmek K, Talloczy Z, Levine B, Dinesh-Kumar SP. Autophagy regulates programmed cell death during the plant innate immune response.
Cell. 2005 May 20;121(4):567-77. 全文下载
