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江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所作物病毒防控團(tuán)隊(duì)揭示水稻黑條矮縮病毒逃逸昆蟲(chóng)自噬降解新機(jī)制

   2022-09-16 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所3670
  近日,植保所作物病毒防控團(tuán)隊(duì)在介體昆蟲(chóng)傳病毒機(jī)制方面取得重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)水稻黑條矮縮病毒(RBSDV)通過(guò)上調(diào)介體昆蟲(chóng)灰飛虱體內(nèi)的3,5二磷酸肌醇[PtdIns(3,5)P2]抑制介體內(nèi)的自噬途徑以逃避自噬降解。相關(guān)研究?jī)?nèi)容于2022年9月10日以“A plant virus hijacks phosphatidylinositol-3,5-bisphosphate to escape autophagic degradation in its insect vector Autophagy”為題發(fā)表在《Autophagy》 (中科院1區(qū)top期刊,IF 13.39)上。
 
  自然界中76%以上的植物病毒病通過(guò)介體昆蟲(chóng)傳播,每年由植物病毒病害造成的農(nóng)業(yè)損失高達(dá)600億美元?;绎w虱是水稻上的重要害蟲(chóng),不僅通過(guò)刺吸直接危害水稻,還可傳播水稻黑條矮縮病、玉米粗縮病和水稻條紋葉枯病等多種病毒病。由灰飛虱傳播的水稻黑條矮縮病曾在我國(guó)多次暴發(fā)流行,造成嚴(yán)重危害。介體昆蟲(chóng)高效傳毒是導(dǎo)致病害暴發(fā)流行的根本原因。因此,解析昆蟲(chóng)傳播病毒病的機(jī)制對(duì)于控制病毒病害具有重要意義。
 
  自噬是細(xì)胞降自身成分并循環(huán)利用的過(guò)程,其在抵抗病原微生物感染中也發(fā)揮著重要作用?;绎w虱感染RBSDV后可激活自噬途徑,防御病毒侵染。然而,自噬途徑并不能抑制灰飛虱體內(nèi)RBSDV的增殖?;绎w虱一旦感染RBSDV,可終身傳毒,且病毒可在灰飛虱體內(nèi)持久增殖。RBSDV如何逃逸灰飛虱的自噬降解,進(jìn)而通過(guò)介體昆蟲(chóng)進(jìn)行增殖和傳播的機(jī)制并不清楚。
 
  PtdIns(3,5)P2是細(xì)胞中豐度最低的一種磷酸肌醇,在調(diào)控內(nèi)體形態(tài)、細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)、內(nèi)體酸化等過(guò)程中具有多種功能,但其在病毒與宿主互作中的功能還鮮有報(bào)道。在此項(xiàng)研究中,研究人員發(fā)現(xiàn):(1)RBSDV及其編碼的外殼蛋白P10結(jié)合并上調(diào)灰飛虱體內(nèi)的PtdIns(3,5)P2以促進(jìn)病毒在灰飛虱中的增殖。(2)PtdIns(3,5)P2通過(guò)抑制自噬體和溶酶體的融合抑制自噬降解,促進(jìn)病毒增殖。(3)PtdIns(3,5)P2通過(guò)下游effector蛋白TRPML抑制自噬體和溶酶體的融合。該項(xiàng)研究揭示了RBSDV通過(guò)上調(diào)灰飛虱體內(nèi)PtdIns(3,5)P2水平激活TRPML以抑制自噬體和溶酶體的融合,進(jìn)而逃逸自噬降解,促進(jìn)病毒在灰飛虱中增殖的機(jī)制。
 
  該研究首次揭示了病毒可以通過(guò)調(diào)控磷脂分子逃逸宿主自噬降解的機(jī)制,為脂類(lèi)在病毒與介體昆蟲(chóng)互作中的功能研究打開(kāi)了新視角;闡明了PtdIns(3,5)P2在飛虱中調(diào)控病毒的重要作用,揭示了PtdIns(3,5)P2可作為藥物靶標(biāo)用以抑制介體昆蟲(chóng)內(nèi)的病毒增殖。
 
  江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所為論文第一署名單位;作物病毒防控團(tuán)隊(duì)王海濤博士、張建華博士后(現(xiàn)就職于山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院)、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院與新加坡國(guó)立大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士劉浩秋為本論文共同第一作者;徐秋芳研究員和南京師范大學(xué)許凱教授為本論文通訊作者;王滿(mǎn)、董巖博士、周益軍研究員和新加坡國(guó)立大學(xué)Sek-Man Wong教授為論文合作者。此項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金和江蘇省雙創(chuàng)計(jì)劃的資助。
 
  原文鏈接:https://doi.org/10.1080/15548627.2022.2116676
 
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