【前沿】植物也可以“吃掉”病毒

我校与加农业与农业食品部国际合作取得新进展

2018-04-16来源:南农新闻-NJAU NEWS作者:刘同坤

细胞自噬(autophagy)一词来自希腊单词auto-,意思是“自己的”,以及phagein,意思是“吃”。所以,细胞自噬的意思就是“吃掉自己”。细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程。该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后,送入溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)中进行降解并得以循环利用。那么植物细胞自噬能否“吃掉”入侵的病原物呢?我校白菜系统生物学实验室与加拿大农业与农业食品部联合发现植物可以通过细胞自噬途径“吃掉”病毒,该成果于2018年3月 28日发表在国际知名学术期刊《Nature Communications》上。

白菜系统生物学实验室负责人侯喜林教授告诉记者,病毒和植物共进化的过程中,病毒像人类社会的“间谍”一样,不断演化出各种伪装和潜伏手段,在植物体中偷偷的发展和壮大自己;而植物也进化出各种“反谍”措施,如RNA干扰--破坏间谍的指挥中心,细胞程序化死亡--壮士断腕,清除渗透区域。该研究发现,病毒进入植物细胞后,会利用寄主蛋白装配自己的复制工厂,大量增殖。为了防止植物各种防卫系统对工厂的破坏,病毒利用植物的膜系统把工厂包裹起来进行伪装和保护。然而“魔高一尺,道高一丈”,植物在感受到自身生物膜系统异常后,会激活自噬途径,同时自噬核心蛋白Beclin1会特异识别病毒复制酶,然后自噬体在Beclin1引导下会把病毒整个复制工厂“吃掉”,从而抑制病毒的侵染和增殖。

Beclin1蛋白对病毒复制酶的识别是通过植物正链RNA病毒复制酶高度保守区的GDD结构域实现的,因此该机制可产生对植物正链RNA病毒的广谱抗性,对于发展植物抗病新策略,选育植物抗病品种具有重要意义。该研究在科技人员交流合作中得到了国家自然科学基金、江苏省优秀青年教师海外研修和教育部“促进与美大地区科研合作与高层次人才培养”项目的资助。

我校白菜系统生物学实验室与加拿大农业与农业食品部植物病毒学实验室自2006年建立合作关系以来,在园艺作物与植物病毒互作机理,拓展园艺植物抗病新策略方面取得了一系列重要进展。合作成果于2008年和2013年先后发表在《Plos Pathogens》杂志。

  

文章链接:Fangfang Li, Changwei Zhang, Yinzi Li, Guanwei Wu, Xilin Hou, Xueping Zhou & Aiming Wang*.Beclin1 restricts RNA virus infection in plants through suppression and degradation of the viral polymerase,Nature Communications,volume 9, Article number: 1268 (2018)

doi:10.1038/s41467-018-03658-2,https://www.nature.com/articles/s41467-018-03658-2

  

自噬抑制植物RNA病毒侵染的模型

 

编辑:陈洁 石松

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