農(nóng)學(xué)院生物所吳建祥、周雪平教授團(tuán)隊在Autophagy上發(fā)表論文揭示水稻黑條病毒侵染引起灰飛虱細(xì)胞自噬的分子機制
植物病毒是嚴(yán)重危害作物生產(chǎn)的重要病原。其中由灰飛虱傳播的水稻黑條矮縮病毒（rice black-streaked dwarf virus, RBSDV）是禾本科作物上的最重要病毒病原之一，其侵染水稻引起水稻黑條矮縮病，侵染玉米引起玉米粗縮病，侵染小麥引起小麥綠矮病，每年造成我國糧食作物產(chǎn)量的巨大損失。揭示病毒的傳播機制對作物病毒病的防控具有十分重要的意義。
2021年7月27日，浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院吳建祥、周雪平教授團(tuán)隊在國際知名期刊《Autophagy》發(fā)表了題為“Rice black-streaked dwarf virus P10 promotes phosphorylation of GAPDH (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) to induce autophagy in Laodelphax striatellus”的研究論文，揭示了RBSDV引起傳毒介體灰飛虱細(xì)胞自噬的分子機制，為該病毒的防控提供了新的理論依據(jù)。
吳建祥、周雪平教授團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，RBSDV侵染早期能誘導(dǎo)灰飛虱細(xì)胞發(fā)生自噬，激活灰飛虱體內(nèi)自噬通路能夠抑制RBSDV的侵染和復(fù)制，而抑制細(xì)胞自噬則促進(jìn)RBSDV的侵染和復(fù)制，并提高攜毒灰飛虱的死亡率，表明自噬作為先天性免疫的一種，在抵抗RBSDV侵染過程中起到重要的作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)僅病毒編碼的主要衣殼蛋白P10就能引起灰飛虱和Sf9細(xì)胞自噬。酵母文庫篩選實驗鑒定到與RBSDV P10互作的灰飛虱LsGAPDH蛋白，且兩者在昆蟲細(xì)胞內(nèi)存在共定位。深入研究發(fā)現(xiàn)，表達(dá)RBSDV P10蛋白的Sf9細(xì)胞促進(jìn)AMPK和GAPDH的磷酸化，并導(dǎo)致磷酸化的GAPDH入核激活細(xì)胞自噬。同時發(fā)現(xiàn)，RBSDV侵染或飼喂重組表達(dá)的RBSDV P10蛋白也會促進(jìn)灰飛虱細(xì)胞的LsAMPK和LsGAPDH蛋白的磷酸化及GAPDH入核并激活灰飛虱細(xì)胞自噬。Co-IP和體外磷酸化等實驗發(fā)現(xiàn)AMPK與GAPDH互作，磷酸化的AMPK能磷酸化GAPDH，沉默AMPK基因能抑制RBSDV P10所引起的GAPDH磷酸化、入核及自噬發(fā)生。以上研究結(jié)果表明，RBSDV侵染或RBSDV P10能引起AMPK磷酸化，磷酸化的AMPK能進(jìn)一步磷酸化GAPDH，磷酸化的GAPDH進(jìn)核并與Sir1互作從而激活自噬。本研究解析了RBSDV侵染介體昆蟲引起自噬的分子機制，有助于深入了解該病毒與傳毒介體的互作關(guān)系，并為該病毒病的防控提供新的思路和策略。
浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院吳建祥教授、周雪平教授和傅帥博士后為本論文的共同通訊作者，王琦博士、盧莉娜博士為本論文的共同第一作者。本研究得到國家自然科學(xué)基金和國家重點研發(fā)計劃資金資助。
原文鏈接：
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15548627.2021.1954773?src
圖1：RBSDV侵染灰飛虱激活灰飛虱中腸細(xì)胞自噬
圖2：RBSDV P10誘發(fā)灰飛虱細(xì)胞自噬模式圖
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