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IT之家 7 月 24 日音讯，据央视新闻报道，中国科学院遗传与发育生物学研讨所高彩霞研讨员团队在植物免疫工程范畴获得重大突破，初次提出“可编程植物组成免疫”新理念。
该团队成功树立了可编程的组成植物免疫受体规划渠道，完成了植物免疫受体的精准定制化规划。相关研讨效果于今天清晨在《科学》以“初次在线发布”方式宣布。
植物病害每年构成数千亿美元的经济损失。传统作物抗病育种高度依靠对天然抗病基因的开掘与使用，但植物基因组编码的免疫受体数量有限，且病原物继续进化变异，导致已有抗病性不断被攻破。针对这一难题，研讨团队整合了人工智能辅佐蛋白质规划、模块化免疫受体工程和植物体内定向进化技能。
植物 NLR 免疫受体是植物免疫体系的中心组分，主要是经过高度重复的富亮氨酸重复结构域来检测病原体，传统办法难以对其进行工程化改造。此次研讨使用了一类经过紧凑型模块化集成钓饵结构域辨认病原体的 NLR 受体，该结构域可被新规划的病原辨认模块替换。
详细施行中，团队使用 AlphaFold 3 和 BindCraft 等 AI 辅佐蛋白质东西，针对病原蛋白从头规划结合蛋白，并将其整合到水稻免疫受体 Pikm-1 中，构建构成全新的组成免疫受体。整个规划进程无需依靠已有抗病基因资源，仅根据病原蛋白的结构信息即可展开。团队以马铃薯 Y 病毒衣壳蛋白为验证靶标，规划 48 个组成受体，其间 11 个能特异性辨认靶标并激活免疫反响。在此基础上，团队进一步针对 13 种重要植物病毒以及细菌、真菌、卵菌等多种病原物的蛋白完成了相应规划。
研讨团队共规划并测试了 391 个组成植物免疫受体，其间 71 个（成功率 18.2%）可以特异辨认对应病原蛋白并有用激活植物免疫反响，初次证明了 AI 辅佐的蛋白质规划技能可完成植物免疫受体的从头创制。针对部分规划存在的免疫活性缺乏或自激活问题，团队使用其前期树立的植物体内定向进化体系（GRAPE）对受体进行了优化。经优化的组成免疫受体在转基因本氏烟草中展示出了对西红柿褐色皱果病毒的有用抗性。
论文通讯作者高彩霞研讨员表明，该研讨突破了天然抗病基因资源的约束，为快速应对植物新发病害和病原物变异供给了全新技能道路。
她泄漏，未来跟着 AI、蛋白质规划与体内定向进化等技能的深层次地交融，植物组成免疫受体有望彻底完成按需规划与迭代优化。《科学》审稿人点评称，该效果为在作物中开发耐久、广谱的抗病性奠定了坚实基础。
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