一作解读 | The Plant Cell | 中国农业大学高强/王献兵团队揭示m6A修饰调控植物弹状病毒侵染的分子机制

360影视 日韩动漫 2025-09-05 10:09 1

摘要:N6-methyladenosine (m6A) 修饰是真核生物RNA 上最常见的修饰类型之一,通过调节 RNA 的剪接、转运、稳定性和翻译等环节,参与多种细胞生命过程。m6A 修饰在调控植物病毒复制、病毒粒子组装和寄主免疫识别与激活等方面发挥重要作用。目前,

N6-methyladenosine (m6A) 修饰是真核生物RNA 上最常见的修饰类型之一,通过调节 RNA 的剪接、转运、稳定性和翻译等环节,参与多种细胞生命过程。m6A 修饰在调控植物病毒复制、病毒粒子组装和寄主免疫识别与激活等方面发挥重要作用。目前,关于植物病毒 m6A 修饰的研究多集中于正链 RNA 病毒,而其对负链 RNA 病毒侵染的影响仍知之甚少。

2025 年 8 月 26 日,中国农业大学高强/王献兵团队在 The plant Cell上发表了题为“The Barley m6A demethylase HvALKBH1B undergoes phase separation to enhance immunity to a plant rhabdovirus”的研究论文。该研究阐释了植物负义 RNA 病毒—弹状病毒—大麦黄条点花叶病毒(Barley yellow striate mosaic virus,BYSMV)关键致病因子 P6 的 mRNA 上 m6A 修饰在侵染过程中的作用,并揭示了植物寄主通过 m6A 去甲基化酶抑制病毒侵染的分子机制,为 RNA 的m6A修饰参与植物病毒与寄主互作提供了新的理论依据。

BYSMV 为由灰飞虱介体传播的植物弹状病毒,基因组为单链负义 RNA,能侵染小麦、大麦、玉米等多种作物,威胁农业生产。该研究团队前期研究发现,BYSMV 致病蛋白 P6 通过抑制植物寄主中 JA 通路,促进介体昆虫取食并提高带毒率 (Gao, et al., 2022);在介体昆虫中,P6 干扰生物钟节律,增加昆虫活跃度,从而操纵其取食行为并提升传播效率 (Gao, et al., 2023)。在此基础上,本研究进一步发现,BYSMV 通过 m6A 修饰稳定 P6 mRNA,促进蛋白表达并增强病毒侵染;同时发现大麦去甲基化酶通过相变高效去甲基化从而抑制病毒侵染过程。

研究首先利用 m6A 测序 (MeRIP-seq) 与 m6A-IP-qPCR鉴定到 P6 mRNA 上存在高水平 m6A 修饰,与P6 mRNA的高丰度积累正相关。借助 BYSMV 反向遗传学系统(Gao et al., 2019),构建 P6 m6A 位点突变病毒,明确了 m6A 修饰对 BYSMV 侵染至关重要。进一步研究鉴定到大麦 m6A 去甲基化酶 HvALKBH1B,并发现其可通过液–液相分离(liquid–liquid phase separation,LLPS)形成凝聚体,招募 P6 mRNA 并去除 m6A 修饰,从而降低 P6 mRNA 稳定性并抑制病毒侵染。遗传学分析表明,转基因过表达 HvALKBH1B 能显著增强大麦抗病性,CRISPR敲除则使植株更为感病。这一发现首次揭示植物去甲基化酶具备相分离特性,并阐明了 m6A 修饰及其通路在植物负链 RNA 病毒侵染中的作用机制。

图1:HvALKBH1B的液–液相分离并招募P6 mRNA

该研究在中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室完成,王献兵教授课题组已毕业的臧颖博士和乔继辉博士为论文共同第一作者,草业科学技术学院高强青年研究员和生物学院王献兵教授为共同通讯作者。课题组毕业生高东民博士、杨一舟博士,在读研究生张馨文潘天田,以及北京生命科技研究院刘德水博士参与了研究工作。工作还得到了中国农业大学分子植物病毒研究团队于嘉林教授、李大伟教授、韩成贵教授、张永亮教授、王颖副教授,杨萌副教授的大量指导和帮助。该研究得到国家重点研发计划,国家自然科学基金,中央高校基本科研业务费专项资金和北京生命科技研究院项目资助。

论文链接:https://doi.org/10.1093/plcell/koaf210

参考文献:

Gao, D.M, Zhang, Z.J., Qiao J.H., Gao, Q, Zang, Y, Xu, W. Y., Xie, L., Fang, X.D., Ding, Z.H., Yang, Y.Z., Wang Y, Wang, X.B.(2022) A rhabdovirus accessory protein inhibits jasmonic acid signaling in plants to attract insect vectors.Plant Physiology,190: 1349-1364. Gao, D.M., Qiao, J.H., Gao, Q., Zhang, J., Zang, Y., Xie, L., Zhang, Y., Wang, Y., Fu, J., Zhang, H., Han, C., and Wang, X.B. (2023). A plant cytorhabdovirus modulates locomotor activity of insect vectors to enhance virus transmission. Nature communications,14, 5754. Gao, Q, Xu, W.Y, Yan, T, Fang, X.D., Cao, Q, Zhang, Z-J, Ding, Z-H, Wang, Y, Wang, X.B.(2019). Rescue of a plant cytorhabdovirus as versatile expression platforms for planthopper and cereal genomic studies.New Phytologist, 223: 2120-2133.

来源:睡不醒的科学家

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