2020年10月1日，周雪平團隊在國際知名期刊PLoS Pathogens上發(fā)表了題為“The C4 protein encoded by tomato leaf curl Yunnan virus reverses transcriptional gene silencing by interacting with NbDRM2 and impairing its DNA-binding ability”的研究論文，揭示了雙生病毒C4蛋白抑制植物轉(zhuǎn)錄水平基因沉默的新機制。
雙生病毒是一類在世界范圍內(nèi)廣泛爆發(fā)流行的植物單鏈DNA病毒，在全球作物上造成毀滅性危害。我國流行爆發(fā)的雙生病毒中有些伴隨有衛(wèi)星DNA，有些并沒有衛(wèi)星DNA伴隨。周雪平團隊在前期研究中發(fā)現(xiàn)雙生病毒伴隨的衛(wèi)星分子編碼的bC1蛋白為病毒癥狀決定因子，同時bC1也是一個RNA沉默抑制子，并闡明了其抑制寄主植物的轉(zhuǎn)錄水平基因沉默和轉(zhuǎn)錄后水平基因沉默等防衛(wèi)反應(yīng)的機制。
云南番茄曲葉病毒（TLCYnV）是典型的沒有衛(wèi)星伴隨的雙生病毒，其基因組序列與中國番茄曲葉病毒（TYLCCNV）基因組序列具有87.7%的同源性，除C4基因外，兩病毒的基因組同源性高達97.2%。前期研究發(fā)現(xiàn)TLCYnV C4蛋白是其癥狀決定因子，C4蛋白通過與NbSKη互作改變NbSKη亞細胞定位而誘發(fā)病毒癥狀產(chǎn)生；同時作為病毒編碼的多功能蛋白，C4蛋白能夠抑制寄主植物轉(zhuǎn)錄水平基因沉默，但分子機制尚不明確。周雪平團隊成功篩選到與C4互作的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶NbDRM2。研究發(fā)現(xiàn)NbDRM2能夠結(jié)合病毒基因組DNA，并對病毒基因組DNA特別是啟動子區(qū)域進行甲基化修飾，從而使病毒啟動子活性降低，進而抑制病毒的侵染。TLCYnV C4能夠與NbDRM2互作，阻止NbDRM2對病毒基因組DNA的結(jié)合，從而抑制NbDRM2對病毒基因組的甲基化。深入研究發(fā)現(xiàn)，TLCYnV C4的第43位絲氨酸在C4/NbDRM2互作中發(fā)揮重要作用。進一步研究發(fā)現(xiàn)，TLCYnV C4通過與NbDRM2不僅影響NbDRM2對病毒基因組的甲基化，而且影響NbDRM2對植物內(nèi)源基因的甲基化。綜上所述，TLCYnV C4通過與NbDRM2互作抑制NbDRM2與病毒基因組DNA的結(jié)合，從而抑制NbDRM2介導的轉(zhuǎn)錄水平基因沉默，創(chuàng)造出有利于病毒侵染的細胞環(huán)境。該研究揭示雙生病毒抑制寄主轉(zhuǎn)錄水平基因沉默的新機制，闡明雙生病毒逃逸寄主防衛(wèi)反應(yīng)的分子機理，為雙生病毒的防控及抗雙生病毒品種的選育提供理論基礎(chǔ)。
論文鏈接：https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1008829
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