Phytopathol Res | 浙江大学农业与生物技术学院李正和教授团队在细胞核弹状病毒“X”蛋白功能研究方面取得新进展

学术   科学   2024-11-19 10:12   北京  
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https://doi.org/10.1186/s42483-024-00280-7
弹状病毒科(Rhabdoviridae)病毒是一类外形呈子弹状或杆菌状的包膜病毒,在世界范围广泛危害主要粮食、蔬菜和经济作物。近年来,随着全球气候和耕作制度变化,以及基于宏基因组的病毒鉴定技术进步,大量弹状病毒引起的作物新病害得以鉴定。
多数弹状病毒基因组为负义单股RNA,编码5个保守结构蛋白,分别为核衣壳蛋白(N)、磷蛋白(P)、基质蛋白(M)、糖蛋白(G)及聚合酶蛋白(L),以及以单独转录单元或重叠读码框形式编码一至多个额外蛋白。茄斑驳矮化病毒(eggplant mottled dwarf virus, EMDV)属于阿尔法细胞核弹状病毒属(Alphanucleorhabdovirus),基因组除了编码上述5个保守的结构蛋白及运动蛋白(Y)以外,还在N和P基因之间以单独转录单元的形式携带有一个功能未知的X蛋白。由于弹状病毒反向遗传学研究较为困难,多数病毒编码的额外蛋白在侵染过程中扮演的角色尚未明确。
Phytopathology Research近日在线发表了浙江大学农业与生物技术学院题为“Translocation of the alphanucleorhabdovirus X proteins from the cytoplasm into the nucleus through interaction with nucleocapsid protein is essential for viral pathogenesis”的论文。该研究结合EMDV反向遗传学系统,发现EMDV X蛋白缺失突变体病毒对本氏烟系统侵染性显著降低,不引起明显病害症状,说明X蛋白对EMDV侵染具有重要促进作用。通过共聚焦观察发现,X蛋白在单独瞬时表达是为胞质定位,但在病毒侵染时原位荧光蛋白融合标记的X蛋白主要定位于细胞核,且与病毒质(viroplasm)存在共定位。蛋白共表达及蛋白互作实验表明,X蛋白特异性通过与N蛋白互作在病毒侵染时入核发挥作用。结合生物信息学预测及连续截短研究,确定X蛋白71-83aa是与N蛋白互作的关键区域,缺失这一互作结构域的EMDV突变体病毒呈现与X蛋白完全缺失的重组病毒相似的侵染表型,说明与N蛋白互作是X蛋白促进病毒侵染的前提条件。对EMDV、随意草褪绿斑驳病毒、纽约马铃薯黄矮病毒及新泽西马铃薯黄矮病毒等同属病毒X蛋白进行序列保守性分析发现,EMDV X蛋白71-83aa恰好处于这些X蛋白序列高度保守区域中,这些异源X蛋白也可以在一定程度上回补EMDV X蛋白缺失突变体病毒对本氏烟的侵染表型及侵染性,暗示在阿尔法细胞核弹状病毒属成员中,X蛋白可能均通过类似与N蛋白互作入核的方式促进病毒侵染。该研究揭示了一个弹状病毒非经典蛋白在病毒系统侵染和致病性中发挥重要作用。

1. X蛋白缺失对EMDV侵染的影响

图2. EMDV X与N蛋白互作结构域分析

浙江大学农业与生物技术学院李正和教授为该文的通讯作者,已毕业博士研究生王硕为第一作者。本研究得到了国家重点研发计划项目(2023YFD1400300)的资助。

浙江大学生物技术研究所是我国较早开展分子植物病毒学研究的单位之一,在水稻和蔬菜等病毒病研究方向具有悠久的历史和深厚的积累,目前主要开展DNA双生病毒和负义RNA病毒种类鉴定、致病与传播机制、快速诊断和防控技术研究。

Cite this article:

Wang, S., Ni, S., Lou, H. et al. Translocation of the Alphanucleorhabdovirus X proteins from the cytoplasm into the nucleus through interaction with nucleocapsid protein is essential for viral pathogenesis. Phytopathol Res, 2024, 6, 60. https://doi.org/10.1186/s42483-024-00280-7

排版:路路

初审:李老师

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Phytopathology Research是我国植物病理学科的第一本英文期刊,由中国科协主管,中国植物病理学会和中国农业大学联合主办,与Springer Nature旗下BMC合作在线出版,与中国农业大学出版社合作纸质出版,于2019年1月正式刊载文章。期刊采用开放获取形式,刊载涵盖植物病理学学科基础和应用研究,现已被DOAJ、Scopus、SCIE等数据库正式收录,2022年获得首个SCI影响因子3.955 (Q1),2023年最新影响因子3.4 (Q2);入选中国科学院期刊2区。期刊主编由中国农业大学彭友良教授担任,与全球11个国家的53位行内知名专家组成编委会。目前Phytopathology Research所有稿件处理费用(APC)均由中国植物病理学会资助,作者无需支付任何费用。官方网站:

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