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The Plant Cell | 王獻兵團隊揭示寄主植物和介體昆蟲的CK1蛋白激酶調控植物彈狀病毒復制轉錄的分子機制
發布日期:2020-07-10 瀏覽次數:  信息來源:生物學院


2020年7月9日,The Plant Cell在線發表了中國農業大學生物學院王獻兵教授課題組題為“Casein Kinase 1 Regulates Cytorhabdovirus Replication and Transcription by Phosphorylating a Phosphoprotein Serine-rich Motif”的研究論文皇马电竞 。該研究揭示了植物宿主和昆蟲介體內的CK1蛋白激酶通過磷酸化大麥黃條點花葉病毒(BYSMV)磷蛋白(P)上富含絲氨酸基序調控病毒復制轉錄的切換機制。

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80%以上的植物病毒都是由昆蟲介體傳播,引起嚴重的病毒病害皇马电竞 ,因此研究病毒—昆蟲介體—寄主植物三者互作對防治病毒病害至關重要。植物彈狀病毒侵染多種單子葉和雙子葉植物,并且能夠在介體昆蟲體內復制增殖,危害比較嚴重皇马电竞 。在以往的研究中,由于植物彈狀病毒反向遺傳學體系的缺乏,對植物彈狀病毒與寄主植物和昆蟲介體之間互作的分子機制知之甚少。彈狀病毒的復制與轉錄兩個過程均核衣殼蛋白(N)、磷蛋白(P)皇马电竞 、復制酶蛋白(L)和基因組組成的復制復合體完成皇马电竞 ,但復制和轉錄的轉換過程中,寄主因子扮演的角色還不清楚。

該課題組在細胞質彈狀病毒BYSMV反向遺傳學的基礎上 (Fang et al. 2019; Gao et al. 2019)皇马电竞 ,重點研究了BYSMV病毒蛋白與寄主蛋白的互作分子機制 (Zhang et al. 2020)。本論文中,研究發現BYSMV病毒侵染過程中皇马电竞 ,P蛋白包含42 kDa (P42)和44 kDa (P44) 兩種形式,質譜鑒定分析發現P44形式P蛋白C末端富含絲氨酸的基序被高度磷酸化。進一步研究發現非磷酸化模擬突變體(P42)促進病毒復制,磷酸化模擬突變體(P44)促進病毒轉錄。重組病毒只有表達野生型P蛋白或同時表達P42和P44兩種形式時皇马电竞 ,才能有效侵染介體昆蟲。BYSMV作為一類跨界侵染病毒,推測一類在物種間高度保守的蛋白激酶被病毒招募,負責磷酸化BYSMV P蛋白皇马电竞 。通過進化樹分析和體外磷酸化實驗,篩選到酪蛋白激酶1(Casein kinase 1, CK1)能夠特異地磷酸化P蛋白SR基序皇马电竞 ,并引起BYSMV P蛋白從P42轉換成P44的形式。在寄主植物大麥中皇马电竞 ,過表達野生型CK1或顯性負抑制CK1突變體均能破壞P44與P42之間的平衡,從而抑制病毒的系統侵染過程。

中國農業大學博士后高強和已畢業的嚴滕、張振甲博士為該論文的共同第一作者,王獻兵教授為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金和國家重點研發計劃的經費支持。


論文鏈接:http://www.plantcell.org/content/early/2020/07/08/tpc.20.00369


參考文獻:

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Zhang, Z.-J., Gao, Q., Fang, X.-D., Ding, Z.-H., Gao, D.-M., Xu, W.-Y., Cao, Q., Qiao, J.-H., Yang, Y.-Z., Han, C., Wang, Y., Yuan, X., Li, D., and Wang, X.-B. (2020). CCR4, a RNA decay factor, is hijacked by a plant cytorhabdovirus phosphoprotein to facilitate virus replication. eLife 9, e53753.

Gao, Q., Xu, W.-Y., Yan, T., Fang, X.-D., Cao, Q., Zhang, Z.-J., Ding, Z.-H., Wang, Y., and Wang, X.-B. (2019). Rescue of a plant cytorhabdovirus as versatile expression platforms for planthopper and cereal genomic studies. New Phytol. 223, 2120-2133.

Fang, X.D., Yan, T., Gao, Q., Cao, Q., Gao, D.M., Xu, W.Y., Zhang, Z.J., Ding, Z.H., and Wang, X.B. (2019). A cytorhabdovirus phosphoprotein forms mobile inclusions trafficked on the actin/ER network for viral RNA synthesis. J Exp Bot 70, 4049-4062.




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