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南京农业大学揭示病毒凝聚体操控植物侵染过程
来源:植虫菌研究进展   发布时间:2026-01-14 10:35
简述
“Viral condensates orchestrate plant infection”文章发表在《Trends in Plant Science》。植物病毒可通过液-液相分离(LLPS)。

Viral condensates orchestrate plant infection”文章发表在《Trends in Plant Science》。植物病毒可通过液-液相分离(LLPS)形成病毒凝聚体,将其作为主动调控枢纽,一方面劫持宿主细胞的脂质代谢、转运系统等机制促进自身复制,另一方面操控宿主RNA降解途径抑制抗病毒免疫,这是不同植物病毒进化出的趋同策略。该发现重新定义了LLPS在植物-病毒互作中的核心作用,为开发广谱抗病毒作物和新型agrochemicals提供了分子靶点与研究方向。


研究背景


近年来,越来越多证据表明病毒会利用LLPS形成病毒工厂(VFs),协调复制、转录和组装等过程,但LLPS介导VFs组装的调控因子与机制仍不明确。同时,LLPS在病毒复制中的作用已得到证实,但其在免疫抑制中的功能尚未被充分解析。此外,植物会通过应力颗粒(SGs)、加工小体(PBs)等LLPS形成的无膜细胞器,借助RNA降解途径抵御病毒感染,但植物病毒如何利用LLPS抑制宿主免疫的分子机制长期处于未知状态。


核心结果


RSMV利用LLPS促进病毒复制:水稻条纹花叶病毒(RSMV)的磷蛋白(P)通过LLPS形成VFs结构核心,招募病毒RNA、核蛋白(N)、聚合酶(L)等关键组件。P蛋白与宿主转运蛋白OsARF1C结合,间接招募磷脂酰肌醇4-激酶β(PI4KB)进入凝聚体,生成脂质第二信使PI4P。PI4P可直接结合P蛋白并增强其相分离能力,形成“P凝聚体招募ARF1-PI4KB复合物→局部产生PI4P→强化P蛋白相分离”的正反馈循环,扩大复制区并提升复制效率,首次揭示脂质信号对LLPS的调控作用。


SRBSDV利用LLPS抑制宿主免疫:南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)的P6蛋白通过内在无序区域(IDRs)发生LLPS,在SGs中与宿主RNA降解因子OsTSN1结合形成共凝聚体。该结合促进OsTSN1多聚化并激活其核酸酶活性,特异性降解含G-A富集基序的宿主mRNA,包括JA信号和自噬介导抗病毒防御的上游调控因子OsNAC15、OsLHY的转录本,进而下调下游OsJAZ6、OsATG8C等基因表达,抑制水稻先天免疫。此外,OsTSN1是多个病毒的共同靶标,RBSDV的P6蛋白、RSV的NS3蛋白均能通过IDR介导的LLPS劫持OsTSN1,体现趋同进化特征。


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研究结论


这两项研究突破了对LLPS在植物-病毒互作中功能的传统认知,从“单纯观察病毒蛋白相分离”推进到“明确其机制与功能”。研究揭示了病毒利用LLPS的三大核心原则:含IDRs的病毒蛋白驱动相分离、招募关键宿主因子进入凝聚体、在凝聚体内建立增强病毒增殖的功能获得机制。未来需系统解析病毒“LLPS组”、探究体内生化条件对病毒凝聚体的调控、阐明无膜凝聚体与膜结合细胞器的互作,并通过精准基因编辑和小分子筛选,开发持久广谱抗病毒作物与新型农药,以保障全球作物生产。