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科学家揭示植物病毒操控自噬因子完成病毒侵染的新机制

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  近日,中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队发现植物病毒通过操控细胞自噬因子完成病毒侵染的新机制。相关研究成果在线发表在《新植物学家(New Phytologist)》上。

  植物与病毒间看不见的斗争一直持续,尤其是在分子层面更是短兵相接,竞争激烈。小部分病毒入侵细胞后,植物会很快反应并杀灭病毒。然而大量病毒入侵植物细胞后,植物防御系统来不及阻止病毒,而且病毒会利用植物细胞内的蛋白、物质加快病毒的繁殖和侵染。因此找出与病毒互作的植物蛋白,将为防治植物病毒病害提供新的候选靶标和抗性资源。

  该研究以自然界危害最为严重的植物病毒之一芜菁花叶病毒为对象,通过互作筛选实验,发现芜菁花叶病毒能够招募和互作植物细胞内多种蛋白:细胞自噬受体蛋白、细胞自噬接头蛋白、液泡膜特异性蛋白。有意思的是,植物病毒招募这些和细胞自噬相关的蛋白并没有诱导病毒的细胞自噬降解,反而利用它们形成特殊的,供病毒复制、病毒粒子组装的膜结构。这种膜结构向液泡内凹陷,避免了病毒进入液泡并被其包含的水解酶降解,并且这种膜结构提供给病毒一个安稳的场所,从而躲避了细胞的杀灭,赢得了斗争。通过生化实验和透射电镜也验证了这个发现:液泡膜特异性蛋白形成泡状结构包裹着病毒复制复合体;通过电镜观察到大量的病毒粒子在侵染的叶片中被液泡膜包裹。该研究发现了植物的细胞自噬受体蛋白-接头蛋白-液泡膜特异性蛋白能够帮助病毒复制和侵染,根据这一发现,该研究还获得了多个抗芜菁花叶病毒的寄主靶标和抗性材料。

  该研究得到国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目支持。(通讯员 欧阳灿彬)

  原文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.16716

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