南京农业大学植物保护学院发《Nature》正刊,再发《Cell》子刊,解析植物病毒抑制宿主m6A修饰促进侵染的新机制

2026-05-24 03:32:09

2022年12月14日，国际顶级学术期刊《Nature》在线发表南京农业大学植物保护学院陶小荣教授团队最新成果，该成果首次揭示病毒攻击植物激素受体有利自身侵染，植物则进化出了一种免疫受体模拟受攻击的激素受体，从而识别病毒、并激活免疫反应，研究揭示了植物免疫受体监控病毒靶向激素受体诱导抗病的全新机制。

Nature！南京农业大学植物保护学院揭示植物免疫受体监控病毒靶向激素受体诱导抗病新机制

N6-甲基腺苷(m⁶A)是真核生物mRNA上最丰富的一种表观遗传修饰，在调节RNA代谢，植物生长发育以及应对生物/非生物胁迫中发挥着重要作用。近年来，越来越多的研究表明，m⁶A修饰在防御病毒侵染的过程中扮演着至关重要的角色。植物可以利用m⁶A修饰抵御病毒侵染，病毒是否也进化出了相应的机制来抑制这种m⁶A介导的抗病毒防御系统？

近日，南京农业大学植物保护学院陶小荣教授团队联合生命科学学院陈铭佳教授团队在Cell Reports发表了题为Viral effector suppresses MTA/MTB-mediated m⁶A modification of genomic RNAs of a plant virus to facilitate infection的文章，揭示了黄瓜花叶病毒(CMV)编码的效应蛋白2b能够直接靶向并且抑制宿主植物的 m⁶A甲基转移酶复合体，阐明了CMV拮抗植物m⁶A抗病毒免疫的分子机制。该研究为植物病毒效应子靶向干扰宿主m⁶A修饰提供了直接证据，同时也为RNA表观遗传学角度理解植物与病毒之间的相互博弈机制提供了全新视角。

该研究以CMV效应子2b为研究对象，探究其调控病毒RNA m⁶A修饰及植物抗病毒免疫的分子机制。结果显示，缺失2b的CMV^Δ2b突变体RNA m⁶A修饰水平显著高于野生型CMV，表明2b可降低CMV RNA的m⁶A丰度。拟南芥 m⁶A甲基化酶辅助组分hakai突变体对CMV^Δ2b侵染更敏感，病毒积累量显著升高，且发现m⁶A修饰主要抑制病毒复制而非移动。进一步研究发现，2b与m⁶A 甲基转移酶亚基MTB直接互作，并通过核定位信号进入细胞核，诱导MTB及核心亚基MTA形成核内凝聚体，引发液-液相分离（LLSP）。体外实验证实，2b可通过剂量依赖性抑制MTA-MTB复合体的甲基化催化活性，该功能独立于其RNA沉默抑制活性，并发现其C端93-110位氨基酸为抑制酶活的关键区域。基于以上研究提出了一种病毒抑制宿主m⁶A介导抗病毒防御的工作模型，在植物与病毒的长期协同进化中，CMV演化出效应子2b蛋白。2b蛋白进入宿主细胞核后，直接靶向m⁶A甲基转移酶复合体中的MTB亚基，通过LLPS扰乱了MTA-MTB复合体的正常亚细胞定位并促使其形成异质性凝聚体，同时2b直接靶向甲基转移酶复合体并抑制了复合体的m⁶A甲基化催化活性。

该研究揭示了病毒效应子2b通过干扰宿主m⁶A甲基化系统逃逸抗病毒免疫的新机制，为植物抗病毒研究提供新靶点。

图1 病毒效应子 2b 对抗 m⁶A 介导的宿主抗病反应的工作模型

南京农业大学植物保护学院青年教师冯明峰为该工作的第一作者，南京农业大学植物保护学院陶小荣教授、生命科学学院陈铭佳教授为论文的共同通讯作者，南京农业大学赵洁博士、朱敏副教授、李佳副教授以及韩国全北大学Peter Palukaitis教授为本研究提供了重要指导。研究得到了国家重点研发计划项目、国家基金重点项目及南京农业大学滨江基石人才项目的资助。