Plant Cell：關(guān)鍵病毒基因沉默抑制子新發(fā)現(xiàn)
日期：2012-03-01 08:35:47
來自中國科學院微生物研究所，加州大學河畔分校的研究人員發(fā)表了題為“Suppression of Arabidopsis ARGONAUTE1-Mediated Slicing, Transgene-Induced RNA Silencing, and DNA Methylation by Distinct Domains of the Cucumber mosaic virus 2b Protein”的文章，分段克隆構(gòu)建了黃瓜花葉病毒基因沉默抑制子2b蛋白的多個突變體，并從中分析了其主要作用，這將有助于深入分析植物和病毒相互作用，相關(guān)成果公布在The Plant Cell雜志上。
文章的通訊作者是微生物研究所植物基因組學國家重點實驗室郭惠珊研究員，其早年畢業(yè)于中山大學，入選中科院“百人計劃”，2005年曾榮獲國家杰出青年基金。這項研究獲得了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃），國家自然科學基金重點項目的資助支持。
在植物和病毒相互作用的長期過程中，兩者之間存在著防御、反防御的復雜斗爭關(guān)系。寄主的RNA沉默機制和病毒編碼沉默抑制子就是防御-反防御斗爭的典型。由黃瓜花葉病毒（CMV）編碼的基因沉默抑制子2b蛋白是早在1998年就被發(fā)現(xiàn)的抑制子之一，CMV 2b盡管是一個只有111個氨基酸的小蛋白，卻具有非常復雜的生化特性和亞細胞定位特性，包括與RNA沉默途徑效應復合物的關(guān)鍵因子AGO蛋白互作，與短/長的dsRNA結(jié)合，靶向細胞核和核仁；CMV 2b還具有復雜的抑制子活性，包括抑制轉(zhuǎn)錄后基因沉默（PTGS）和依賴RNA的DNA甲基化（RdDM），抑制沉默的細胞間傳遞，抑制AGO蛋白的剪切活性，抑制寄主的RDR6-依賴的抗病毒途徑等。
但是關(guān)于2b的這111個氨基酸究竟是如何決定的2b的這些生化特性，又是如何影響2b復雜的抑制子活性，其機制目前還研究得很不透徹。
在這篇文章中，研究人員通過分段克隆構(gòu)建了CMV 2b蛋白的11個突變體，詳細分析了2b各種突變體的亞細胞定位、RNA結(jié)合特性、與AGO間的互作、對PTGS和RdDM途徑的抑制作用等。研究發(fā)現(xiàn)，2b的dsRNA的結(jié)合活性以及2b的核定位所需要的結(jié)構(gòu)域與2b與AGO蛋白的互作所需要的結(jié)構(gòu)域是分開的。他們鑒定出2b的核仁定位信號（NoLS）位于2b結(jié)合dsRNA的結(jié)構(gòu)域（dsRBD）之間；2b和AGO蛋白的體外互作不需要dsRBD。
有趣的是，SD2b與AGO蛋白在體內(nèi)的互作需要這個有功能的NoLS，并且2b和AGO的體內(nèi)互作改變2b和AGO的細胞核定位。通過體內(nèi)抑制子活性檢測發(fā)現(xiàn)，2b蛋白通過捕獲siRNAs、長的dsRNAs前體dsRNA，而不是通過作用于AGO蛋白，來實現(xiàn)其抑制子活性。也就是說，體內(nèi)抑制PTGS和RdDM都不依賴于2b-AGO的相互作用。
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