羊駝免疫分子助研抗病農作物　減糧食安全威脅

COVID-19 疫情令人更認識抗體的重要性，也加快了相關免疫研究的進度。英國植物研究所團隊最新刊於《科學》的研究指出，已找到方法可讓植物以抗體抵禦特定威脅，或可加快對任何新興病毒、細菌或真菌的抗病農作物研發。

而是次研究所用的方法，是將植物病原體的蛋白質接種在羊駝或其他駱駝近親中，淨化其產生的異常小抗體，並將相應的基因段插入至植物自身的免疫基因。 

全球農民每年因農作物的疾病而損失數十億美元，新興的病原體尤其對發展中國家糧食安全構成了威脅。植物本身已演化出可多管齊下應對病原體的免疫系統，由識別一般病原體特徵的細胞受體，例如細菌細胞壁，以及由特定病原體分泌的細胞內受體。如果植物細胞檢測到這些分子，則可能會觸發自己的死亡，以保護植物的其他部分。不過，植物病原體也通常會適應再演化並逃避這些受體。

植物生物技術中的其中一個目標是創造可能與病原體一樣快速演化的抗病基因。傳統方法是為植物免疫受體編輯基因，改變蛋白質的形狀以識別特定致病分子，但這需要對病原體的受體及其靶標的特定知識。

是次研究團隊則利用動物免疫系統來幫助進行受體修飾。在感染新病原體的過程中，動物會產生數十億個微細抗體，最終選擇和批量生產最適合阻止入侵者的抗體。包括羊駝與駱駝等駱駝科是此次抗體設計的主角，因為牠們的免疫系統會產生由小基因編碼的納體 (Nanobody) 。

為了證明納體可作為新植物防禦策略，團隊使用兩個標準的駱駝科納體以螢光方式，檢測病毒的出現。經過多次反覆試驗，成功令殖入駱駝科納米增強受體的植物檢測到基改馬鈴薯病毒。這些植物有劇烈的免疫反應，肉眼甚至可以見到自毀細胞的斑塊，且體內幾乎無病毒複製，而對照組的植物葉子則遭受感染。

團隊雖然已就技術在全球申請專利，但因為部分地區例如歐洲對基改有較多反對聲音，意味著技術未必能在短期內大規模商業化。 

來源：
Science, Alpaca-derived antibodies could protect plants from disease

報告：
Kourelis, J., Marchal, C., Posbeykian, A. & et al. (2023). NLR immune receptor–nanobody fusions confer plant disease resistance. Science Vol379, Issue 6635, pp934-939. doi:  10.1126/science.abn4116

文／AC