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PLoS Pathogens | 张永亮教授揭示病毒运动蛋白ATPase结构域介导病毒运动及其调控的新机制
发布日期: 2020-07-31 浏览次数:   信息来源:ag百家乐


近日,张永亮教授等在PLoS Pathogens上在线发表了题为“The Barley stripe mosaic virus γb protein promotes viral cell-to-cell movement by enhancing ATPase-mediated assembly of ribonucleoprotein movement complexes”的研究论文。该研究以大麦条纹花叶病毒 (BSMV) 为模式对象,揭示了一类病毒运动蛋白保守ATPase介导病毒运动蛋白复合体组装的能量偶联机制,该过程可能在多种病毒运动中广泛存在,并受到病毒或宿主因子的精细调控。


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ATP作为最直接的能量来源, 广泛分布在各种生物体内, 它不仅参与生物体生长发育及新陈代谢, 也能够参与到大分子蛋白复合物的组装与成熟, 进而调控生物学过程。本研究通过分子生物学和细胞生物学等方法, 证明γb蛋白与运动蛋白TGB1ATPase结构域直接互作, 在病毒侵染下形成的γb-TGB1蛋白复合体能明显聚集在BSMV复制位点叶绿体外围和胞间连丝。虽然上世纪90年代科学家就已经发现很多植物病毒的运动蛋白都具有保守的ATPase结构域, 但其在病毒侵染中的功能仍然是个谜。作者通过体外生化实验, 首次证明了这一类保守的ATP酶结构域通过水解ATP直接为病毒运动复合体的组装提供能量, 同时发现BSMV多功能蛋白γb通过与运动蛋白TGB1直接互作进一步增强后者的ATPase活性, 作为运动复合体组装的正调节因子促进病毒的运动过程。

李大伟教授和张永亮教授课题组近年来BSMV γb蛋白在病毒侵染和反寄主防御中的多功能性研究中取得多项重要进展。首次发现植物RNA病毒的侵染抑制了自噬的发生, γb蛋白与自噬通路的关键蛋白ATG7互作竞争性地干扰了ATG7ATG8的相互作用从而抑制了自噬介导的抗病毒作用进而促进了BSMV的侵染 (Plant Cell, 2018)。此外, γb蛋白还与乙醇酸氧化酶 (GOX) 直接互作通过抑制过氧化物酶体中活性氧 (ROS) 的迸发促进BSMV的侵染 (Molecular Plant, 2018)。作为RNA沉默的抑制子,γb蛋白不仅抑制寄主的RNA沉默PKA磷酸化的γb蛋白还能够抑制BSMV侵染本生烟、小麦和大麦时引起的细胞坏死反应,维持病毒的持续侵染和寄主适度反应的平衡 (New Phytologist, 2018)在本研究中,课题组又进一步证明γb还能够调控BSMV胞间运动过程。 这些现象的发现及其分子机制的阐明为深入理解植物病毒的侵染、复制和运动的分子机制, γb蛋白在寄主防御和病毒反防御的博弈过程中的功能提供了新的科学证据

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课题组博士生姜志豪为第一作者,张永亮教授为通讯作者,李大伟教授参与项工作。本研究得到了国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划等项目资助。

 

论文链接:

 

参考文献:

[1] Zhihao Jiang, Kun Zhang, Zhaolei Li, Zhenggang Li, Meng Yang, Xuejiao Jin, Qing Cao, Xueting Wang, Ning Yue, Dawei Li, Yongliang Zhang*. The Barley stripe mosaic virus γb protein promotes viral cell-to-cell movement by enhancing ATPase-mediated assembly of ribonucleoprotein movement complexes. PLoS Pathogens, 2020, (In press)

[2] Kun Zhang#, Yongliang Zhang#, Meng Yang, Songyu Liu, Zhenggang Li, Xianbing Wang, Chenggui Han, Jialin Yu, Dawei Li*. The Barley stripe mosaic virus γb protein promotes chloroplast-targeted replication by enhancing unwinding of RNA duplexes. PLoS Pathogens, 2017, 13(4): e1006319.

[3] Meng Yang, Yongliang Zhang, Xialin Xie, Ning Yue, Jinlin Li, Xian-Bing Wang, Chenggui Han, Jialin Yu, Yule Liu*, Dawei Li*. Barley stripe mosaic virus γb protein subverts autophagy to promote viral infection by disrupting the Atg7-Atg8 interaction. The Plant Cell, 2018, 30: 1582-1595.

[4] Meng Yang, Zhenggang Li, Kun Zhang, Xuan Zhang, Yongliang Zhang, Xianbing Wang, Chenggui Han, Jialin Yu, Kai Xu*, Dawei Li*. Barley stripe mosaic virus γb interacts with glycolate oxidase and inhibits peroxisomal ROS production to facilitate virus infection. Molecular Plant, 2018, 11: 338-341.

[5] Xuan Zhang, Kai Dong, Kai Xu, Kun Zhang, Xuejiao Jin, Meng Yang, Yongliang Zhang, Xianbing Wang, Chenggui Han, Jialin Yu and Dawei Li*. Barley stripe mosaic virus infection requires PKA-mediated phosphorylation of γb for suppression of both RNA silencing and the host cell death response. New Phytologist. 2018, 218: 1570-1585.


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