芜菁花叶病毒外壳蛋白的顺式表达是病毒在植物细胞间运动所必需的
王爱民(Aimin Wang),现任加拿大农业部研究员、西安大略大学教授、江苏省农业科学院蔬菜研究所特聘研究员,长期从事植物病毒研究并取得丰硕成果。
该团队于2020年7月19日在线发表题为“The cis-expression of the coat protein of turnip mosaic virus is essential for viral intercellular movement in plants”的研究论文。
Dai, Z., He, R., Bernards, M. A., & Wang, A. (2020). The cis ‐expression of the coat protein of turnip mosaic virus is essential for viral intercellular movement in plants. Molecular Plant Pathology. doi:10.1111/mpp.12973
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为了确定感染,植物病毒在进化上被赋予了细胞间传播的能力。马铃薯Y病毒是已知的感染植物的RNA病毒中最大的一组,包括许多在农业上重要的病毒。为了更好地了解马铃薯Y病毒在细胞间的运动,作者以芜菁花叶病毒(TuMV)为模型,构建了双荧光蛋白标记的TuMV侵染性克隆,可以清晰地观察到原发和继发感染细胞。我们进行了一系列的缺失和突变分析,以表征TuMV外壳蛋白(CP)在病毒细胞间运动中的作用。TuMV
CP有288个氨基酸,由三个结构域组成:N端(氨基酸1-97)、核心(氨基酸98-245)和C-端(氨基酸246-288)。我们发现,缺失CP或其片段氨基酸51-199、氨基酸200-283或氨基酸265-274可消除TuMV在细胞间传播的能力,但不影响病毒的复制。有趣的是,N-末端区域6-50个氨基酸的缺失导致了异常病毒粒子的形成,但并没有显著影响TuMV细胞到细胞和系统的运动。作者鉴定了核心区内的带电残基R178和D222,它们对病毒粒子的形成和TuMV在植物中的局部和系统运输是必不可少的。此外发现,无论是通过TuMV还是通过遗传转化稳定表达野生型CP,都不能挽救CP突变体的运动缺陷。
综上所述,这些结果表明,TuMV CP对病毒基因组复制不是必需的,但对于病毒的细胞间运输是必不可少的,因为只有顺式表达的CP具有功能。