近期,生命科学与医药学院杜志游教授课题组在植物病毒卫星RNA研究方面再次取得突破,在国际重要学术期刊《公共科学图书馆:病原体》(PLOS PATHOGENS)(一区Top,IF:6.7)发表题名为“The non-template functions of helper virus RNAs create optimal replication conditions to enhance the proliferation of satellite RNAs”的研究性论文。

卫星RNA是一类寄生于植物病毒的长链非编码RNA。由于不编码任何功能性蛋白,卫星RNA完全依赖其辅助病毒RNA编码的复制酶和寄主因子进行复制,以确保它们的有效增殖。正义RNA病毒的基因组RNA可以直接作为翻译模板合成病毒复制所需的蛋白。除此之外,病毒基因组RNA含有一些特定的RNA元件,赋予其非翻译模板功能,在病毒复制过程中扮演至关重要的作用。然而,病毒RNA的非模板功能在亚病毒体(如卫星RNA,卫星病毒等)复制过程中的角色有待阐明。
该论文以黄瓜花叶病毒(CMV)及其携带的卫星RNA作为研究对象,通过一系列的病毒和卫星RNA突变体实验揭示了病毒RNA的非模板功能有效地促进卫星RNA的复制,该功能依赖于病毒RNA的招募和完整的复制能力。 另外,研究发现:在CMV基因组RNA不存在的情况下,CMV亚组II株系编码的复制酶无法有效地复制卫星RNA,这有别于CMV亚组I株系编码的复制酶。基于该工作建立的病毒复制酶与卫星RNA互作的研究方法,明确了亚组II株系编码的复制酶在招募正链卫星RNA方面存在缺陷,这很好地解释了亚组II株系编码的复制酶无法有效地复制卫星RNA的内在原因。由此,该论文提出了辅助病毒RNA促进卫星RNA复制的工作模型(见下图)。该研究也让我们重新认识了辅助病毒RNA和卫星RNA在复制过程中的彼此关系,这不同于普遍认为的彼此竞争关系。
图 辅助病毒RNA促进病毒复制酶复制卫星RNA的工作模型.
浙江理工大学为该论文的唯一完成单位。浙江理工大学生医学院硕士研究生乔子木为该论文的第一作者,杜志游教授为该论文的通讯作者,廖乾生和顾周杭博士参与该研究工作。该工作得到郭慧珊教授和Peter Palukaitis教授的支持和帮助,受到国家自然科学基金项目的经费资助(31870144, 32070154)。