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周雪平团队揭示双生病毒抑制植物基因沉默新机制

       点击数: 次      发布时间:2020-10-09

2020年10月1日,周雪平团队在国际知名期刊PLoS Pathogens上发表了题为“The C4 protein encoded by tomato leaf curl Yunnan virus reverses transcriptional gene silencing by interacting with NbDRM2 and impairing its DNA-binding ability”的研究论文,揭示了双生病毒C4蛋白抑制植物转录水平基因沉默的新机制。

双生病毒是一类在世界范围内广泛爆发流行的植物单链DNA病毒,在全球作物上造成毁灭性:。我国流行爆发的双生病毒中有些伴随有卫星DNA,有些并没有卫星DNA伴随。周雪平团队在前期研究中发现双生病毒伴随的卫星分子编码的bC1蛋白为病毒症状决定因子,同时bC1也是一个RNA沉默抑制子,并阐明了其抑制寄主植物的转录水平基因沉默和转录后水平基因沉默等防卫反应的机制。

云南番茄曲叶病毒(TLCYnV)是典型的没有卫星伴随的双生病毒,其基因组序列与中国番茄曲叶病毒(TYLCCNV)基因组序列具有87.7%的同源性,除C4基因外,两病毒的基因组同源性高达97.2%。前期研究发现TLCYnV C4蛋白是其症状决定因子,C4蛋白通过与NbSKη互作改变NbSKη亚细胞定位而诱发病毒症状产生;同时作为病毒编码的多功能蛋白,C4蛋白能够抑制寄主植物转录水平基因沉默,但分子机制尚不明确。周雪平团队成功筛选到与C4互作的DNA甲基转移酶NbDRM2。研究发现NbDRM2能够结合病毒基因组DNA,并对病毒基因组DNA特别是启动子区域进行甲基化修饰,从而使病毒启动子活性降低,进而抑制病毒的侵染。TLCYnV C4能够与NbDRM2互作,阻止NbDRM2对病毒基因组DNA的结合,从而抑制NbDRM2对病毒基因组的甲基化。深入研究发现,TLCYnV C4的第43位丝氨酸在C4/NbDRM2互作中发挥重要作用。进一步研究发现,TLCYnV C4通过与NbDRM2不仅影响NbDRM2对病毒基因组的甲基化,而且影响NbDRM2对植物内源基因的甲基化。综上所述,TLCYnV C4通过与NbDRM2互作抑制NbDRM2与病毒基因组DNA的结合,从而抑制NbDRM2介导的转录水平基因沉默,创造出有利于病毒侵染的细胞环境。该研究揭示双生病毒抑制寄主转录水平基因沉默的新机制,阐明双生病毒逃逸寄主防卫反应的分子机理,为双生病毒的防控及抗双生病毒品种的选育提供理论基础。

论文链接:https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1008829

 

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