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PLoS Pathogens | 張永亮教授揭示病毒運動蛋白ATPase結構域介導病毒運動及其調控的新機制
發布日期:2020-07-31 瀏覽次數:  信息來源:生物學院


近日,張永亮教授等在PLoS Pathogens上在線發表了題為“The Barley stripe mosaic virus γb protein promotes viral cell-to-cell movement by enhancing ATPase-mediated assembly of ribonucleoprotein movement complexes”的研究論文皇马电竞 。該研究以大麥條紋花葉病毒 (BSMV) 為模式對象皇马电竞 ,揭示了一類病毒運動蛋白保守ATPase介導病毒運動蛋白復合體組裝的能量偶聯機制,該過程可能在多種病毒運動中廣泛存在,并受到病毒或宿主因子的精細調控。


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ATP作為最直接的能量來源, 廣泛分布在各種生物體內, 它不僅參與生物體生長發育及新陳代謝, 也能夠參與到大分子蛋白復合物的組裝與成熟, 進而調控生物學過程。本研究通過分子生物學和細胞生物學等方法, 證明γb蛋白與運動蛋白TGB1ATPase結構域直接互作, 在病毒侵染下形成的γb-TGB1蛋白復合體能明顯聚集在BSMV復制位點葉綠體外圍和胞間連絲。雖然上世紀90年代科學家就已經發現很多植物病毒的運動蛋白都具有保守的ATPase結構域, 但其在病毒侵染中的功能仍然是個謎。作者通過體外生化實驗, 首次證明了這一類保守的ATP酶結構域通過水解ATP直接為病毒運動復合體的組裝提供能量, 同時發現BSMV多功能蛋白γb通過與運動蛋白TGB1直接互作進一步增強后者的ATPase活性, 作為運動復合體組裝的正調節因子促進病毒的運動過程。

李大偉教授和張永亮教授課題組近年來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項重要進展皇马电竞 。首次發現植物RNA病毒的侵染抑制了自噬的發生, γb蛋白與自噬通路的關鍵蛋白ATG7互作競爭性地干擾了ATG7ATG8的相互作用從而抑制了自噬介導的抗病毒作用進而促進了BSMV的侵染 (Plant Cell, 2018)皇马电竞 。此外, γb蛋白還與乙醇酸氧化酶 (GOX) 直接互作通過抑制過氧化物酶體中活性氧 (ROS) 的迸發促進BSMV的侵染 (Molecular Plant, 2018)。作為RNA沉默的抑制子,γb蛋白不僅抑制寄主的RNA沉默PKA磷酸化的γb蛋白還能夠抑制BSMV侵染本生煙、小麥和大麥時引起的細胞壞死反應,維持病毒的持續侵染和寄主適度反應的平衡 (New Phytologist, 2018)。在本研究中,課題組又進一步證明γb還能夠調控BSMV胞間運動過程皇马电竞 。 這些現象的發現及其分子機制的闡明為深入理解植物病毒的侵染皇马电竞 、復制和運動的分子機制, γb蛋白在寄主防御和病毒反防御的博弈過程中的功能提供了新的科學證據。

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課題組博士生姜志豪為第一作者,張永亮教授為通訊作者,李大偉教授參與項工作。本研究得到了國家自然科學基金重點項目和國家重點研發計劃等項目資助。

 

論文鏈接: https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1008709

 

參考文獻:

[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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