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有許多病毒可以感染植物。過去的研究發現,大部分的病毒都有所謂的「移動蛋白」(movement protein),幫助他們在植物體內完成「流毒無窮」的工作。這些移動蛋白非常多樣,作用的機制也個個不同[1]。
但是,既然我們一開始就說是「大部分」病毒有移動蛋白,這就意味著還是有小部分的病毒沒有移動蛋白。那麼,這些沒有移動蛋白的病毒,又如何在植物體內「開枝散葉」呢?
最近的一個研究[2],讓我們明瞭了這類病毒的一些手段。
我們的主角是柑橘黃脈相關病毒1和2(CY1和CY2)。研究團隊分析了CY1和CY2的基因體,發現它們缺少傳統的移動蛋白基因。
缺少移動蛋白,但是它們還是可以感染植物。於是研究團隊再仔細看了一下這兩隻病毒。
結果發現,其中的CY2有個稱為ORF5的基因,跟移動蛋白有點像。他們研究了一下發現,這個基因並不是病毒的必須基因(也就是說,沒了它,病毒還好好的),但是有了它植物感染的症狀出現得更早,意味著它可能有助於加速病毒在植物體內的傳播;另外,在有它的狀況下,可以在植物體內偵測到病毒樣顆粒,顯示它可能參與病毒顆粒的組裝或穩定病毒顆粒的結構。
而CY1則連有點像移動蛋白的基因都沒有。研究團隊認為,會不會CY1借用了宿主的蛋白質呢?畢竟草船借箭這種行為病毒常常做。
於是研究團隊把病毒的基因體用放射性同位素標定,然後用它去跟植物的蛋白質結合,看看哪個植物蛋白質可以跟它結合。
結果找到了一個稱為PP2(phloem protein 2)的蛋白質。為了測試PP2是不是與病毒移動有關,研究團隊使用病毒誘導基因沉默技術,把PP2的表現降低。結果發現,當PP2表現被抑制時,CY1病毒在植物體內的累積也跟著明顯降低,意味著PP2在病毒移動中的重要性。
所以,對於如CY1與CY2這類沒有移動蛋白的植物病毒,他們還是想方設法讓自己可以在植物體內「開枝散葉」,達成「流毒無窮」的目的,真的太厲害啦!
參考文獻:
[1] Ana, Butković., Valerian, V., Dolja., Eugene, V., Koonin., Mart, Krupovic. (2023). Plant virus movement proteins originated from jelly-roll capsid proteins. PLOS Biology, doi: 10.1371/journal.pbio.3002157
[2] Ying X, Bera S, Liu J, Toscano-Morales R, Jang C, Yang S, et al. (2024) Umbravirus-like RNA viruses are capable of independent systemic plant infection in the absence of encoded movement proteins. PLoS Biol 22(4): e3002600. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002600
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