一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn),某些危害植物的病毒,可以利用植物本身的DNA,以達(dá)到逃逸植物防御機(jī)制的目的。該研究由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院共同完成,相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《自然通訊(Nature Communications)》上。
據(jù)團(tuán)隊(duì)科學(xué)家周雪平教授介紹,雙生病毒是一類單鏈環(huán)狀的DNA病毒,可侵染糧食、蔬菜等眾多重要作物,在全世界范圍內(nèi)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。雙生病毒和寄主植物之間存在著復(fù)雜的“進(jìn)攻-防御-反防御”關(guān)系,植物可通過對(duì)雙生病毒基因組進(jìn)行DNA甲基化修飾抑制其轉(zhuǎn)錄活性,從而抵御病毒侵染,而雙生病毒也通過其編碼的蛋白干擾DNA甲基化的建立和維持、抑制植物的防御反應(yīng)。
然而DNA主動(dòng)去甲基化在植物-病毒博弈過程中是否發(fā)揮功能,以及病毒是否直接利用DNA主動(dòng)去甲基化通路來增強(qiáng)其侵染,是有待回答的重要科學(xué)問題。
在此次研究中,團(tuán)隊(duì)以中國(guó)番茄黃曲葉病毒及其伴隨衛(wèi)星DNA作為研究對(duì)象,發(fā)現(xiàn)中國(guó)黃曲葉病毒單獨(dú)侵染不會(huì)引起植物發(fā)病,只有和衛(wèi)星DNA共同侵染才導(dǎo)致植物發(fā)病。沉默本氏煙中的DNA糖基化酶能夠顯著抑制病毒和衛(wèi)星DNA的侵染,說明中國(guó)黃曲葉病毒的致病性依賴于DNA主動(dòng)去甲基化。
長(zhǎng)久以來,DNA主動(dòng)去甲基化被認(rèn)為是調(diào)控植物內(nèi)源基因表達(dá)的重要機(jī)制,該研究首次揭示DNA主動(dòng)去甲基化可以靶向病毒基因組。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。