中国科学家揭示植物干细胞先天抗病毒免疫机制

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本期文章:《科学》:Volume 370 Issue 6513

近日,中国科学技术大学赵忠、田朝霞等研究人员合作发现,WUSCHEL在植物干细胞中触发先天抗病毒免疫。该项研究成果发表在2020年10月9日出版的《科学》杂志上。

据了解,茎尖分生组织中的植物干细胞及其新分化的子代细胞为胚胎后发育期间的所有地上器官提供细胞。有趣的是,该组织无法被病毒入侵。实际上,分生组织尖端的培养物可消除受感染植物中的病毒,并被广泛用于开发无病毒品种。然而,茎尖分生组织中干细胞光谱抗病毒的机制却并不清楚。

 

研究人员揭示了拟南芥茎尖分生组织中的干细胞及其新生子细胞如何抑制黄瓜花叶病毒(CMV)的感染。干细胞调节因子WUSCHEL对CMV感染有反应,并抑制分生组织中央和周围区域的病毒积累。WUSCHEL通过抑制植物S-腺苷-L-蛋氨酸依赖性甲基转移酶的表达来抑制病毒蛋白的合成,这些酶参与核糖体RNA加工和核糖体稳定性。

 

作为一种寄生策略,病毒会劫持宿主蛋白合成机制以完成其生命周期。反过来,植物已经进化出各种机制来保护它们免受病毒感染。因此,这些结果揭示了植物中保护干细胞免受病毒入侵的保守策略,并为WUSCHEL介导的植物广谱固有抗病毒免疫力提供了分子基础。同行专家高度评价道:“此研究解决了一个长期存在且备受关注的问题,是植物病理学和植物发育领域的一个开创性研究。”

 

附:英文原文

Title: WUSCHEL triggers innate antiviral immunity in plant stem cells

Author: Haijun Wu, Xiaoya Qu, Zhicheng Dong, Linjie Luo, Chen Shao, Joachim Forner, Jan U. Lohmann, Meng Su, Mengchu Xu, Xiaobin Liu, Lei Zhu, Jian Zeng, Sumei Liu, Zhaoxia Tian, Zhong Zhao

Issue&Volume: 2020/10/09

Abstract: Stem cells in plants constantly supply daughter cells to form new organs and are expected to safeguard the integrity of the cells from biological invasion. Here, we show how stem cells of the Arabidopsis shoot apical meristem and their nascent daughter cells suppress infection by cucumber mosaic virus (CMV). The stem cell regulator WUSCHEL responds to CMV infection and represses virus accumulation in the meristem central and peripheral zones. WUSCHEL inhibits viral protein synthesis by repressing the expression of plant S-adenosyl-L-methionine–dependent methyltransferases, which are involved in ribosomal RNA processing and ribosome stability. Our results reveal a conserved strategy in plants to protect stem cells against viral intrusion and provide a molecular basis for WUSCHEL-mediated broad-spectrum innate antiviral immunity in plants.

DOI: 10.1126/science.abb7360

Source: https://science.sciencemag.org/content/370/6513/227

期刊信息

Science:《科学》,创刊于1880年。隶属于美国科学促进会,最新IF:41.037

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