中国农科院周雪平团队探明水稻条纹病毒快速侵染的新机制

 

病毒侵染植物时，只有穿过植物细胞之间的通道“胞间连丝”才能在植物细胞间移动，实现对植物的侵染。Remorin蛋白是陆地植物特有的蛋白之一，能够特异定位到细胞膜脂筏上，通过影响胼胝体的积累来调控胞间连丝的通透性，相当于把控胞间连丝孔径大小的大门。

 

为鉴定参与调控RSV侵染植物的寄主因子以及了解RSV在细胞水平的侵染过程，周雪平团队首先利用iTRAQ蛋白质谱结合病毒诱导的病毒沉默与CRISPR/Cas9体系成功鉴定了一个负调控RSV侵染的寄主因子NbREM1，NbREM1属于remorin基因家族的Group1亚组。研究证实NbREM1通过调控细胞胞间连丝孔径大小抑制RSV的细胞间移动。

 

研究发现，RSV侵染后能够干扰Remorin蛋白的棕榈酰化修饰。深入研究显示，RSV编码的运动蛋白NSvc4能够结合RemorinC端棕榈酰化修饰位点区域，干扰其棕榈酰化修饰，导致Remorin细胞膜定位减弱并在内质网大量聚集，诱导细胞自噬并被降解。RSV侵染导致Remorin的降解，有利于病毒打开胞间连丝快速进行细胞间的移动。

 

研究中选取了RSV的两种自然寄主，单子叶寄主水稻和双子叶寄主本氏烟，分别鉴定了两种寄主植物对应的Remorin蛋白，并发现RSV采用类似的手段干扰Remorin的棕榈酰化修饰并通过自噬途径降解该蛋白，减弱其对病毒细胞间移动的抑制。本研究揭示了RSV在和寄主博弈中进化的一种抑制寄主防御的新策略。

 

Abstract

 

Remorinsareplant-specificmembrane-associatedproteins,andwereproposedtoplaycrucialrolesinplant-pathogeninteractions.However,littleisknownaboutpathogens'counter-responsetoremorin-mediatedregulation.Here,wefindtheremorinprotein(NbREM1)isdown-regulatedearlyinRicestripevirus(RSV)infectionbyquantitativewhole-proteomeanalysis.WedemonstratethattheturnoverofNbREM1isregulatedbytheS-acylationmodificationandcanentertheautophagypathwayfordegradation.WefurthershowthatRSVcaninterferewiththeS-acylationofNbREM1,thatisrequiredfornegativelyregulatesRSVinfectionbyrestrictingviruscell-to-celltrafficking.TheinterferenceofNbREM1S-acylationaffectsthetargetingofNbREM1totheplasmamembranemicrodomain,andtheresultingaccumulationofnon-targetedNbREM1issubjectedtotheautophagicdegradation,causingdown-regulationofNbREM1.Inaddition,wefindtheRSV-encodedNSvc4proteinalonecaninterferewithNbREM1S-acylationthroughbindingwiththeC-terminaldomainofNbREM1.Moreover,werevealasamecounter-responseofNSvc4tothehomologousremorin(OsREM1.4)fromOryzasativa,theoriginalhostofRSV,indicatingdown-regulatingremorinproteinlevelbyinterferingitsS-acylationisacommonstrategythatRSVhasadoptedtoovercomeremorinmediatedinhibitionofvirusmovement.