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近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊率先發(fā)現(xiàn)雙生病毒可以時空調(diào)節(jié)植物的應(yīng)激反應(yīng)，適時操控下游基因的表達(dá)，促進(jìn)病毒積累和侵染的新機(jī)制。該研究為深入了解植物應(yīng)激反應(yīng)在病毒侵染中的調(diào)控以及抗病毒分子靶標(biāo)的篩選奠定基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《中國科學(xué)-生命科學(xué)》(Science China-Life Sciences)上。

雙生病毒是世界范圍內(nèi)廣泛發(fā)生并對全球多種重要經(jīng)濟(jì)作物和糧食作物造成毀滅性危害的一類植物病毒。雙生病毒和寄主植物之間存在著復(fù)雜的“進(jìn)攻-防御-反防御”關(guān)系。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是植物體內(nèi)非常重要和聰明的細(xì)胞器，除了參與蛋白質(zhì)合成外，還具有“監(jiān)控”功能：當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中生命活動發(fā)生異常時，會引發(fā)一系列保護(hù)機(jī)制——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，從而保障內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)。其中，最典型的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激就是未折疊蛋白反應(yīng)。該反應(yīng)除參與植物生長發(fā)育外，還參與對逆境脅迫的響應(yīng)，然而未折疊蛋白反應(yīng)在植物DNA病毒侵染中的作用是未知的。

圖為雙生病毒衛(wèi)星蛋白操控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)促進(jìn)病毒的侵染。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所供圖

該研究團(tuán)隊以一種植物DNA病毒為模型，闡述了病毒蛋白通過操控未折疊蛋白反應(yīng)下游核心轉(zhuǎn)錄因子bZIP60的時空表達(dá)，促進(jìn)病毒侵染的新機(jī)制。病毒在剛剛?cè)肭值街参锛?xì)胞后，需要利用其內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行蛋白質(zhì)的翻譯和折疊，因此通過上調(diào)bZIP60調(diào)控的促進(jìn)蛋白折疊的分子伴侶因子的高表達(dá)促進(jìn)病毒蛋白積累。然而，隨著病毒蛋白的大量積累，聚集在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的病毒蛋白，誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)產(chǎn)生了嚴(yán)重應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡，抑制病毒侵染。所以，在病毒侵染后期，將會利用細(xì)胞核輸出途徑將bZIP60從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)中，抑制其相關(guān)下游基因的表達(dá)，從而平衡病毒蛋白的積累和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的防御反應(yīng)，為病毒的生存和增殖創(chuàng)造有利的環(huán)境。

關(guān)鍵詞： 雙生病毒 應(yīng)激反應(yīng) 病毒蛋白 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)