Cross-kingdom health: evolution of innate immune receptors and their targets

跨界健康：先天免疫受体及其靶标的进化

基本信息

批准号：
10244753
负责人：
Ksenia V Krasileva
金额：
$ 130.6万
依托单位：
UNIVERSITY OF CALIFORNIA BERKELEY
依托单位国家：
美国
项目类别：
财政年份：
2021
资助国家：
美国
起止时间：
2021-09-15 至 2024-08-31
项目状态：
已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Innate immune receptors from the NLR protein family control basic organism-organism interactions across kingdoms, including incompatibility within a species. Current availability of genomic biodiversity allows us to examine patterns of innate immune receptor evolution. I propose that adaptive immunity has evolved by adopting subsets of proteins domains already present in innate immunity as well as their diversification mechanisms to act somatically in specialized cells. Testing this hypothesis through comparative genomics will be paradigm-shifting to our understanding of immune system evolution. To do this, we will examine evolution of protein domains involved in innate immunity across all available eukaryotic genomes, determine sources of genomic diversity and how they change with the re-current evolution of adaptive immunity across independent lineages. To test that there are targeted diversity generation mechanisms acting on NLRs at the population level, we will examine patterns of NLR evolution on multiple scales, including cross-kingdom analyses. We will test diversification mechanisms acting on them within species lacking adaptive immunity, including model plants and fungi. In parallel, we will experimentally test involvement of NLRs in fungal immunity, which has been proposed but yet to be experimentally validated. Finally, we will conduct experimental evolution on both NLRs and their ligands to collect data for modeling how new binding specificities arise on the population scale. Altogether, this project will fill in important gaps in understanding the evolution of innate immune systems, including our own.

项目概要 NLR 蛋白家族的先天免疫受体控制着生物体与生物体之间的基本相互作用王国，包括物种内部的不相容。目前基因组生物多样性的可用性允许我们研究先天免疫受体进化的模式。我认为适应性免疫已经进化通过采用先天免疫中已经存在的蛋白质结构域子集及其多样化在特化细胞中发挥体细胞作用的机制。通过比较基因组学检验这一假设将彻底改变我们对免疫系统进化的理解。为此，我们将检查所有可用真核基因组中涉及先天免疫的蛋白质结构域的进化，确定基因组多样性的来源以及它们如何随着适应性的循环进化而变化跨独立谱系的免疫力。测试是否存在有针对性的多样性生成机制在群体水平上作用于 NLR，我们将在多个尺度上研究 NLR 的进化模式，包括跨领域分析。我们将测试物种内作用于它们的多样化机制缺乏适应性免疫，包括模式植物和真菌。同时，我们将进行实验测试 NLR 参与真菌免疫，这一点已被提出，但尚未得到实验验证。最后，我们将对 NLR 及其配体进行实验进化，以收集建模数据新的结合特异性如何在群体规模上出现。总而言之，该项目将填补重要的在理解先天免疫系统（包括我们自己的免疫系统）的进化方面存在差距。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Altering Specificity and Autoactivity of Plant Immune Receptors Sr33 and Sr50 Via a Rational Engineering Approach.

DOI：
10.1094/mpmi-07-22-0154-r
发表时间：
2023-07
期刊：
Molecular plant-microbe interactions : MPMI
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Distinct genomic contexts predict gene presence-absence variation in different pathotypes of a fungal plant pathogen.

不同的基因组背景预测真菌植物病原体不同致病型中基因存在与缺失的变异。

DOI：
10.1101/2023.02.17.529015
发表时间：
2023
期刊：
bioRxiv : the preprint server for biology
影响因子：
0
作者：
Joubert,PierreM;Krasileva,KseniaV
通讯作者：
Krasileva,KseniaV

Intraspecific Variation of Transposable Elements Reveals Differences in the Evolutionary History of Fungal Phytopathogen Pathotypes.

DOI：
10.1093/gbe/evad206
发表时间：
2023-12-01
期刊：
GENOME BIOLOGY AND EVOLUTION
影响因子：
3.3
作者：
Nakamoto, Anne A.;Joubert, Pierre M.;Krasileva, Ksenia, V
通讯作者：
Krasileva, Ksenia, V

Variation in plant Toll/Interleukin-1 receptor domain protein dependence on ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY 1.

DOI：
10.1093/plphys/kiac480
发表时间：
2023-01-02
期刊：
PLANT PHYSIOLOGY
影响因子：
7.4
作者：
Johanndrees, Oliver;Baggs, Erin L.;Uhlmann, Charles;Locci, Federica;Laessle, Henriette L.;Melkonian, Katharina;Kaeufer, Kiara;Dongus, Joram A.;Nakagami, Hirofumi;Krasileva, Ksenia, V;Parker, Jane E.;Lapin, Dmitry
通讯作者：
Lapin, Dmitry

The extrachromosomal circular DNAs of the rice blast pathogen Magnaporthe oryzae contain a wide variety of LTR retrotransposons, genes, and effectors.