中科院動物所崔峰研究團隊在水稻條紋病毒與媒介昆蟲互作領域取得重要進展

水稻條紋病毒是一種蟲媒纖細屬病毒,主要由媒介昆蟲灰飛虱以持久、增殖型管道傳播,導致東南亞水稻嚴重減產。崔峰研究員帶領的“媒介昆蟲與病毒基因組學”研究組,以灰飛虱傳播RSV為研究系統,近期在病毒入核及病毒跨組織屏障傳播機制領域取得重要進展。

水稻條紋病毒(RSV)是一種蟲媒纖細屬病毒,主要由媒介昆蟲灰飛虱以持久、增殖型管道傳播,導致東南亞水稻嚴重減產。崔峰研究員帶領的“媒介昆蟲與病毒基因組學”研究組,以灰飛虱傳播RSV為研究系統,近期在病毒入核及病毒跨組織屏障傳播機制領域取得重要進展。

2021年3月6日,崔峰研究組在Protein & Cell雜誌線上發表了題為“The nucleocapsid protein of rice stripe virus in cell nuclei of vector insect regulates viral replication”的研究論文。該研究發現作為一種細胞質複製的病毒,RSV的基因組和殼蛋白NP均可進入灰飛虱的細胞核中,病毒入核是通過NP蛋白與核轉運蛋白importinα家族結合實現的,NP在核內與轉錄因數YY1互作抑制YY1對凋亡抑制因數FAIM的啟動,促進了昆蟲中腸細胞的抗病毒凋亡反應,抑制病毒大量複製。該研究首次證明蟲媒病毒進入媒介的細胞核產生抗病毒反應,這與病毒進入寄主細胞核有利於病毒感染的普遍認知截然不同,反映出病毒對媒介和寄主不同的免疫適應策略。本研究由助理研究員趙婉及博士生朱俊傑為共同第一作者主導完成,崔峰研究員為通訊作者。康樂研究員對本工作給予大力支持。

雖然病毒入核對病毒的複製有影響,但上一工作中干擾importinα家族後並未檢測對病毒傳播的影響。Importinα家族在進化中非常保守,低等到高等生物中都存在,其經典功能是與importinβ結合形成二聚體,將物質由細胞質轉運到細胞核發揮核質轉運功能。崔峰研究組發現,灰飛虱的importinα2通過IBB結構域與硫酸乙醯肝素(HSPG)的糖側連結合定位於細胞膜上,RSV的衣殼蛋白NP也能與HSPG的糖側連結合併同時與importinα2的IBB結構域結合,調控RSV病毒粒子進入灰飛虱的唾液腺細胞。干擾importinα2的表達大大降低RSV進入唾液腺細胞的病毒量和水稻的發病率。囙此,importinα2是RSV侵染媒介昆蟲唾液腺細胞的受體之一,是控制灰飛虱傳播RSV病毒的重要潜在靶標。該工作於2021年7月21日發表在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America雜誌上,標題為“Membrane association of importinαfacilitates viral entry into salivary gland cells of vector insects”。該工作由博士生馬永煥和助理研究員盧虹為共同第一作者主導完成,崔峰研究員為通訊作者。

以上兩項研究得到國家重點研發計畫(2019YFC12005042017YFD0200400)、國家自然基金重大專案(32090012)等項目的資助。

論文連結:https://link.springer.com/article/10.1007/s13238-021-00822-1

https://doi.org/10.1073/pnas.2103393118

Importinα家族介導RSV入核引發抗病毒反應和幫助RSV侵染唾液腺細胞的模式圖

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本文標題: 中科院動物所崔峰研究團隊在水稻條紋病毒與媒介昆蟲互作領域取得重要進展
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