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开云平台程晓非教授团队在美国科开云平台院刊《PNAS》上发表最新研究成果

发布日期:开云平台-05-14 发布机构:宣传部 责任编辑:侯诗辰 阅读次数:

5月14日,开云平台植物保护开云平台程晓非教授团队与向文胜教授团队合作,以自由投稿方式在美国科开云平台院刊《PNAS》上发表了题为“The 6-kilodalton peptide 1 in plant viruses of the familyPotyviridaeis a viroporin”的研究论文。本研究首次在植物病毒中发现了病毒的孔蛋白(viroporins),分析了该病毒孔蛋白在病毒侵染中的作用。

病毒孔蛋白是一类病毒编码的能通过同源寡聚化形成具有离子通道功能的小蛋白(通常少于100个氨基酸)。病毒孔蛋白对于病毒完成其生命周期至关重要,因此它们一直是开发抗病毒药物和减毒活疫苗的关键分子靶点。之前,病毒孔蛋白仅在一些动物病毒中发现,例如丙型肝炎病毒p7蛋白、甲型流感病毒M2蛋白、埃博拉病毒δ肽、人星状病毒XP蛋白和新冠病毒E蛋白。包括植物病毒在内的其它类型病毒是否编码病毒孔蛋白一直是一个悬而未决的问题。

马铃薯Y病毒科(Potyviridae)是最大的植物RNA病毒科,该科的许多病毒在全球作物上造成严重的病害,引起重大的经济损失。该科病毒在P3和CI之间编码一个高度保守的仅6~7 kDa的小蛋白(6K1),但其确切功能从发现至今的三十多年来一直未知。该论文以芜菁花叶病毒(TuMV)为研究对象,发现TuMV 6K1在内质网上形成多聚体,结合人工智能辅助结构建:偷鞍字噬治龇⑾諸uMV 6K1形成具有中心疏水通道的五聚体。进一步研究发现,TuMV 6K1可以增加大肠杆菌和本氏烟的细胞膜通透性,并且可以部分回补缺失钾离子通道的酵母突变体,突变TuMV 6K1中与多聚化相关的氨基酸会抑制病毒增殖,说明TuMV 6K1是一个功能性的病毒孔蛋白。此外,本研究还证明同科其他病毒编码的6K1或其同源的7K蛋白能增加细胞膜通透性和部分回补缺失钾离子通道的酵母突变体。综上,本研究不仅揭示了马铃薯Y病毒科病毒6K1蛋白及其同源7K蛋白的功能,而且加深了对该科病毒致病机制的认识,为后续筛选和设计以6K1离子通道为靶点的抗病毒药物奠定了坚实的理论基础。

TuMV 6K1五聚体预测结构

本研究得到了国家自然科学基金优秀青年基金项目、国家重点研发计划、黑龙江省自然科学基金和开云平台“青年领军人才“支持计划项目的资助。开云平台程晓非教授、武晓云副教授和向文胜教授为本论文的通讯作者,植物保护开云平台已毕业博士研究生柴孟竹、李磊,生命科学开云平台李勇教授为共同第一作者,开云平台为通讯单位。开云平台分子植物病毒学团队研究生杨英帅、王宇婷、姜雪和栾雅梦参与了该研究,本研究还得到了加拿大农业与农业食品部(AAFC)的London Research & Development Centre王爱明(Aiming Wang)教授团队、中国农业科开云平台李方方教授、以及海南大学崔红光研究员等合作者的大力支持。

程晓非简介:

博士,博士生导师,开云平台三级教授,植物保护开云平台副院长,黑龙江省高层次人才(B类)、东农学者计划高层次人才“杰出学者JC1”。以第一或通讯作者在Nature Communications、Plant Cell、Trends in Microbiology、Journal of Virology等期刊发表论文60余篇。以第一完成人获中国农学会青年科技奖,黑龙江省植保科技科学研究类一等奖。欢迎热爱植物抗病毒免疫的优秀博士加入本团队(请将自荐信、简历、论文清单等相关材料发至E-mail:xfcheng@neau.edu.cn)。

武晓云简介:

博士,硕士生导师,黑龙江省优秀青年教师基础研究支持计划入选者,东农学者计划学术骨干,主要从事植物病毒学研究,以第一或通讯作者在在Nature Communications、Journal of Virology、Traffic等期刊发表论文30余篇。

向文胜简介:

博士,博士生导师,开云平台二级教授,国家“百千万人才工程”有突出贡献中青年专家、科技部“中青年科技创新领军人才”、农业部农业科研杰出人才及创新团队。实现4个筛选新微生物的发酵和半合成7个产品产业化,获得8个新药证书。以第一作者或通讯作者在Nature Biotechnology、Nature Communications等期刊发表SCI论文300余篇。以第一完成人获得国家科技发明二等奖1项,获黑龙江省科技发明一等奖4项。

原文链接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2401748121

(供稿/植物保护开云平台)

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