水稻條紋病毒（Rice stripe virus, RSV）引起的水稻條紋葉枯病是目前我國以及東亞地區(qū)粳稻生產(chǎn)上最嚴(yán)重的病毒病害之一， 最近幾十年在我國多次爆發(fā)流行。中國農(nóng)科院植物保護研究所所長周雪平教授帶領(lǐng)團隊在前期對該病毒的生物學(xué)、編碼蛋白功能及病毒病防控基礎(chǔ)上，進一步深入探索了RSV和寄主植物之間的博弈，發(fā)現(xiàn)病毒在與植物共進化過程中精巧地調(diào)控植物防御蛋白水平從而幫助病毒快速建立侵染。相關(guān)成果在線發(fā)表于12月9日的國際知名期刊《分子植物》（Molecular Plant）。（論文鏈接）
病毒侵染植物時，只有穿過植物細(xì)胞之間的通道“胞間連絲”才能在植物細(xì)胞間移動，實現(xiàn)對植物的侵染。Remorin蛋白是陸地植物特有的蛋白之一，能夠特異定位到細(xì)胞膜脂筏上，通過影響胼胝體的積累來調(diào)控胞間連絲的通透性，相當(dāng)于把控胞間連絲孔徑大小的大門。
之前的研究發(fā)現(xiàn)該蛋白在調(diào)控病原物侵染過程中發(fā)揮重要作用。相對于真菌和細(xì)菌等植物致病微生物，病毒基因組小，結(jié)構(gòu)簡單，僅編碼數(shù)個蛋白，其中病毒編碼的運動蛋白能夠輔助病毒在細(xì)胞間進行移動，那么小小的植物病毒是如何通過運動蛋白敲開植物細(xì)胞的通道之門的呢？
為鑒定參與調(diào)控RSV侵染植物的寄主因子以及了解RSV在細(xì)胞水平的侵染過程，周雪平團隊首先利用iTRAQ蛋白質(zhì)譜結(jié)合病毒誘導(dǎo)的病毒沉默與CRISPR/Cas9體系成功鑒定了一個負(fù)調(diào)控RSV侵染的寄主因子NbREM1，NbREM1屬于remorin基因家族的Group1亞組。研究證實NbREM1通過調(diào)控細(xì)胞胞間連絲孔徑大小抑制RSV的細(xì)胞間移動。
利用蛋白定量質(zhì)譜手段發(fā)現(xiàn)NbREM1在病毒侵染的初期蛋白水平顯著下調(diào)，而轉(zhuǎn)錄本水平和對照相比并沒有顯著的差異，說明RSV侵染可能影響Remorin的翻譯后修飾過程。生化分析顯示NbREM1蛋白能夠被棕櫚酰化修飾，而且NbREM1蛋白第206位半胱氨酸是其唯一的棕櫚?；揎椢稽c。NbREM1的棕櫚酰化修飾突變體滯留于植物的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及細(xì)胞質(zhì)中，并誘導(dǎo)細(xì)胞自噬途徑介導(dǎo)remorin蛋白降解，從而消除remorin對RSV細(xì)胞間移動的負(fù)調(diào)控作用，加速了病毒在細(xì)胞間的移動，說明棕櫚?；揎棇τ赗emorin蛋白的細(xì)胞膜定位、蛋白穩(wěn)定性以及抑制病毒的細(xì)胞間移動起到重要作用。
研究發(fā)現(xiàn)，RSV侵染后能夠干擾Remorin蛋白的棕櫚?；揎棥Ｉ钊胙芯匡@示，RSV編碼的運動蛋白NSvc4能夠結(jié)合Remorin C端棕櫚酰化修飾位點區(qū)域，干擾其棕櫚?；揎?，導(dǎo)致Remorin細(xì)胞膜定位減弱并在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)大量聚集，誘導(dǎo)細(xì)胞自噬并被降解（見附圖）。RSV侵染導(dǎo)致Remorin的降解，有利于病毒打開胞間連絲快速進行細(xì)胞間的移動。
研究中選取了RSV的兩種自然寄主，單子葉寄主水稻和雙子葉寄主本氏煙，分別鑒定了兩種寄主植物對應(yīng)的Remorin蛋白，并發(fā)現(xiàn)RSV采用類似的手段干擾Remorin的棕櫚?；揎棽⑼ㄟ^自噬途徑降解該蛋白，減弱其對病毒細(xì)胞間移動的抑制。本研究揭示了RSV在和寄主博弈中進化的一種抑制寄主防御的新策略。
論文通訊作者為周雪平，第一作者為周雪平課題組博士研究生傅帥和徐毅。相關(guān)工作得到了國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)技術(shù)體系和國家基礎(chǔ)研究“973”計劃項目的資助。
