《泛素化在棉花曲葉病毒侵染中的作用》是依託清華大學，由劉玉樂擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：泛素化在棉花曲葉病毒侵染中的作用
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：劉玉樂
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
木爾坦棉花曲葉病毒（CLCuMV）是嚴重威脅棉花生產的雙生病毒，其編碼的βC1蛋白涉及病毒運動和症狀。為了理解CLCuMV侵染的機制，我們用CLCuMV βC1做誘餌篩選酵母雙雜交文庫，發現植物蛋白SKP1與CLCuMV βC1互作。我們利用雙分子互補實驗發現βC1與SKP1在植物體內的互作，初步研究發現SKP1基因沉默可導致CLCuMV的侵染力下降，βC1的表達能抑制受泛素化調控的茉莉酸（JA）及水楊酸(SA)信號途徑，體外噴施JA和SA能夠減緩病毒的侵染。本課題將進一步研究SKP1與βC1互作的定位、互作以及植物泛素途徑在CLCuMV侵染中的作用，我們的研究可加深對病毒侵染機制的理解。
結題摘要
為了實現成功的侵染，病毒需要通過盜用宿主的設備，干擾宿主防禦反應來創造一個合適自己的細胞環境。作為單組份菜豆金色花葉病毒的一員，木爾坦棉花曲葉病毒 (CLCuMuV) 和它的DNA-β (CLCuMuB)，能夠導致棉花曲葉病 (CLCuD)，該病害對亞洲的棉花生產造成了災難性的損失。βC1 是 CLCuMuB 唯一編碼的蛋白質，對病症的產生和病毒DNA 積累量的提高起著至關重要的作用。為了理解βC1在病毒致病中的機制，我們用β C1 做誘餌篩選酵母雙雜交文庫，發現植物蛋白 SKP1 與βC1互作。SKP1/CUL1/F-box (SCF) 複合體是成員最豐富的一類泛素 E3 連線酶。在植物基因組中編碼的數百種 F-box 蛋白賦予了 SCF 型 E3 連線酶十分廣泛的調控能力，其調控範圍涉及激素信號傳導、發育、細胞周期、脅迫回響以及植物與病原體之間的相互作用。本課題發現βC1通過與 SKP1s 發生相互作用進而破壞SKP1s和CUL1之間的相互作用。在本生菸草中，無論是沉默 SKP1s 還是CUL1都能顯著增強病毒DNA的積累量並導致嚴重的症狀。本課題還發現βC1能夠破壞SCFCOI1複合體結構的完整性，進而阻礙植物對茉莉素 (JA) 的回響。同時，βC1能夠提高 SCFSYL1複合體的底物GAI的穩定性，進而阻礙植物對赤黴素 (GA) 的回響。此外，用茉莉酸甲酯 (MeJA) 處理本生菸草能夠削弱βC1對病毒DNA積累和病毒症狀產生的促進作用。 此外，本課題發現植物自噬通過自噬相關蛋白ATG8與βC1之間的直接互作，進而降解βC1，從而起到抑制病毒的作用。我們還通過體內和體外實驗鑑定 CLCuMuV C4 蛋白與植物甲基循環中的核心酶—S-腺苷甲硫氨酸合酶（SAMS）相互作用來抑制植物轉錄水平以及轉錄後水平基因沉默。 此課題的研究成果不僅為探索病毒如何調節宿主泛素化途徑進而提高病毒侵染性和誘導症狀的產生提供了新的見解，而且揭示了βC1，C4等多種蛋白在病毒侵染中的分子機制, 為控制雙生病毒提供了新的思路。
