近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周雪平教授和李方方研究員團(tuán)隊在Science China Life Sciences發(fā)表了題為Cucumber green mottle mosaic virus encodes additional small proteins with specific subcellular localizations and virulence function的研究論文，揭示了煙草花葉病毒屬病毒新的蛋白編碼策略。研究人員以煙草花葉病毒屬（Tobamovirus）中的黃瓜綠斑駁花葉病毒（CGMMV）為模型，發(fā)現(xiàn)其負(fù)鏈上的小開放閱讀框可以編碼蛋白，揭示了煙草花葉病毒屬病毒新的蛋白編碼策略，并驗證了正單鏈RNA（+ssRNA）病毒的-RNA能夠編碼功能蛋白的觀點(diǎn)。

CGMMV在我國被列為全國農(nóng)業(yè)植物檢疫性有害生物，主要侵染葫蘆科作物如西瓜、黃瓜、甜瓜等，在世界范圍內(nèi)造成嚴(yán)重危害。CGMMV是一種正單鏈RNA病毒。+ssRNA病毒在復(fù)制過程中需要合成負(fù)義RNA（-RNA）作為病毒的復(fù)制中間體，一般認(rèn)為不具有編碼能力。近年來，越來越多的證據(jù)表明+ssRNA病毒的負(fù)鏈RNA可能具有潛在編碼能力，但煙草花葉病毒屬成員是否具備類似的編碼策略還有待證實。

圖1 煙草花葉病毒屬病毒負(fù)鏈RNA鑒定到具有編碼蛋白功能的rORFs

該研究對大量煙草花葉病毒屬病毒進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)它們的負(fù)鏈上存在大量保守小ORF，并命名為rORF。以CGMMV和煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus, TMV）作為模型對這些rORFs進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其編碼蛋白具備特殊的亞細(xì)胞定位，如過氧化物酶體、核仁等。此外，這些 rORF可能利用內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)（IRES）翻譯這些小蛋白質(zhì)。進(jìn)一步的功能分析發(fā)現(xiàn)，這些新的 rORF 在病毒侵染過程中發(fā)揮了重要作用。例如，定位于過氧化物酶體的 CGMMV rORF1 與病毒復(fù)制相關(guān)蛋白存在相互作用，對病毒的完全毒力至關(guān)重要。結(jié)合結(jié)構(gòu)預(yù)測模型ColabFold進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)CGMMV rORF1可與過氧化物酶體蛋白PEX3互作，PEX3進(jìn)一步引導(dǎo)rORF1到達(dá)過氧化物酶體，從而促進(jìn)病毒侵染。

圖2 PEX3介導(dǎo)rORF1靶向過氧化物酶體

這些結(jié)果不僅拓展了煙草花葉病毒屬病毒已知的蛋白質(zhì)組，也加深了對+ssRNA病毒編碼策略的理解。同時揭示了過氧化物酶體作為病毒靶向的新型細(xì)胞器，在病毒與植物的軍備競賽中具有重要作用，為開發(fā)植物抗病毒策略提供新的思路和見解。

https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-024-2892-1