清華大學(xué)生科院,中科院動(dòng)物研究所,以及加州大學(xué)河濱分校的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種病毒蛋白的新功能,利用這些新知可以對(duì)抗由蚊子和蚜蟲等節(jié)肢動(dòng)物傳播的致命病毒。研究人員揭示了黃瓜花葉病毒操控宿主植物,為其釋放吸引蚜蟲的氣味的分子機(jī)制(蚜蟲能傳播這種病毒)。
黃瓜花葉病毒在全球迅速蔓延,對(duì)包括多種景觀美化的植物,以及蔬菜作物,如番茄,胡椒,萵苣和黃瓜等造成了不可逆的損害,這項(xiàng)研究將有助于研發(fā)出具有更多抗病性的蔬菜和更大產(chǎn)量的農(nóng)作物品種。
植物和人類中的許多重要疾病都是由病原體引起,如上述的黃瓜花葉病毒,還有寨卡病毒。這些病原體有共同的特征,那就是通過攜帶疾病的節(jié)肢動(dòng)物進(jìn)行傳播,病原體與宿主和傳播動(dòng)物之間的分子關(guān)聯(lián),影響了病原體的出現(xiàn)與成功繁殖。
植物對(duì)黃瓜花葉病毒和其他病毒的主要防御是通過RNA干擾(RNAi)引導(dǎo)的。丁教授研究組之前曾發(fā)現(xiàn)黃瓜花葉病毒中的一種蛋白:2b蛋白能阻止植物進(jìn)行抗病毒RNA干擾。最新研究在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)一些病原體可以操縱植物和動(dòng)物,讓其釋放異味,吸引傳播病原體的蚊子和蚜蟲。
雖然此前針對(duì)這一廣義概念,科學(xué)家們提出了作用機(jī)制,但是具體的宿主操控分子機(jī)制迄今并不清楚,尤其是病原體采用的特異效應(yīng)物,以及它們靶向宿主的途徑仍是未知之謎。
這項(xiàng)研究做出了解答:研究人員發(fā)現(xiàn)蚜蟲傳播的黃瓜花葉病毒利用其2b蛋白,抑制植物中特定的激素途徑,從而導(dǎo)致蚜蟲載體對(duì)被感染的植物更具吸引力。這種激素被稱為茉莉酸(Jasmonicacid,JA),茉莉酸及其衍生物被統(tǒng)稱為茉莉素,作為一類具有共同的環(huán)戊烷酮結(jié)構(gòu)的新型天然植物激素,茉莉素具有廣泛的生理作用,近年來的研究表明植物利用茉莉素作為重要的防御信號(hào)來抵御昆蟲攻擊以及病原體感染。
這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)第一次發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵病毒效應(yīng)蛋白可以通過氣味作為吸引昆蟲的載體,而且這也是第一次指出一種植物激素是介導(dǎo)昆蟲載體對(duì)受感染植物吸引力的主要宿主因子。
這一研究也指出了一條通過靶向病毒效應(yīng)子蛋白,或者疾病載體宿主激素的控制病毒疾病的新方法。