近日，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院植物病毒實(shí)驗(yàn)室趙明敏教授實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《分子植物病理學(xué)》（Molecular Plant Pathology）上發(fā)表題為“AlkB-RNA脫甲基酶同系物和N6腺苷酸甲基化參與馬鈴薯Y病毒感染”（AlkB RNA demethylase homologues and N6-methyladenosine are involved in Potyvirus infection）的論文。此項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金地區(qū)基金項(xiàng)目、內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目的資助。同時(shí)，也得到了內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)高層次人才科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目的支持。

VIGS株系中PPV和PVY的病

N6腺苷酸甲基化（N6-methyladenosine，m6A）修飾是迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的100余種RNA甲基化修飾中最普遍存在的一種，大量存在于信使RNA（mRNA）和長(zhǎng)的非編碼RNA（lncRNA）中，在酵母、植物、哺乳動(dòng)物和病毒等物種之間是高度保守的，其功能可能參與mRNA剪接、運(yùn)輸?shù)燃庸み^(guò)程。近年來(lái)，已成為生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著對(duì)m6A甲基化研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)M6A甲基化在細(xì)胞內(nèi)是一個(gè)動(dòng)態(tài)可逆的過(guò)程，主要受到甲基轉(zhuǎn)移酶（METTL3，METTL14，WTAP等），去甲基化酶（FTO，ALKBH5等）以及一些RNA特性結(jié)合蛋白（YTHDF1/2/3, ELAVL1等）的共同調(diào)控。

關(guān)于人類病毒m6A甲基化的研究證實(shí)了m6A甲基化在病毒復(fù)制侵染中具有重要的生物學(xué)意義。在植物病毒研究領(lǐng)域相關(guān)m6A甲基化修飾的報(bào)道較少。已發(fā)現(xiàn)有些植物病毒中含有ALKB蛋白同源物或結(jié)構(gòu)域。例如，彎曲病毒科（Flexiviridae）的成員，包括葡萄病毒A（Grapevine virus A，GVA），藍(lán)莓焦燒病毒（Blueberry scorch virus , BlScV) 和黑莓病毒Y（Blackberry virus Y, BVY)和一個(gè)馬鈴薯Y病毒（Potyviridae）科中未命名的新屬中含有ALKB類似結(jié)構(gòu)域。序列分析表明ALKB結(jié)構(gòu)域可能參與修復(fù)由甲基化造成的RNA損傷，在清除有害RNA的病毒基因組，維持病毒RNA的穩(wěn)定性中發(fā)揮著重要作用。

推測(cè)植物病毒編碼ALKB結(jié)構(gòu)域可能由于病毒與寄主植物互作過(guò)程中長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果，病毒通過(guò)自身編碼的ALKB實(shí)現(xiàn)其基因組RNA的脫甲基化，有利于被包裹到病毒粒子中，促進(jìn)病毒復(fù)制和侵染。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病毒實(shí)驗(yàn)室針對(duì)m6A甲基化修飾及其AlkB蛋白調(diào)控馬鈴薯Y病毒屬病毒侵染進(jìn)行了深入研究。

基于MeRIP-seq技術(shù)的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)馬鈴薯Y病毒屬病毒侵染后寄主植物內(nèi)源m6A甲基化水平明顯降低，m6A甲基化修飾峰集中在植物內(nèi)源基因轉(zhuǎn)錄本的3'非翻譯區(qū)。同時(shí)病毒基因組本身的mRNA也可被m6A甲基化修飾。沉默本氏煙AlkB基因（植物特異性去甲基化酶ALKBH9的同源物）后，導(dǎo)致PVY和PPV病毒含量明顯降低。關(guān)于m6A甲基化的進(jìn)化研究，以及AlkB同源物對(duì)病毒侵染的影響證明了m6A甲基化在馬鈴薯病毒侵染中的調(diào)控作用。研究結(jié)果有助于揭示植物RNA病毒與寄主互作的表觀遺傳學(xué)調(diào)控新機(jī)制，為馬鈴薯病毒病的防治策略研發(fā)提供新切入點(diǎn)。

植物病毒實(shí)驗(yàn)室還在國(guó)際期刊Biology上發(fā)表了題為“The reversible methylation of m6A is involved in plant virus infection”的綜述論文。論述了在植物病毒侵染中m6A甲基化具有的重要調(diào)控作用。一方面，植物病毒侵染能夠誘發(fā)寄主植物的m6A甲基化，產(chǎn)生相應(yīng)的免疫反應(yīng)從而抑制病毒復(fù)制，或者通過(guò)對(duì)病毒基因組mRNA進(jìn)行m6A甲基化修飾在翻譯水平上影響病毒侵染。另一方面，植物病毒可通過(guò)與m6A甲基化相關(guān)蛋白的互作打破寄主植物m6A甲基化的可逆修飾平衡，從而抑制或逃避m6A甲基化修飾。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1111/mpp.13239

https://www.mdpi.com/2079-7737/11/2/271