開啟新時代:首次建立植物多分體負義鏈 RNA 病毒反向遺傳學體系

2020-11-25 健康漫話

在病毒界的單鏈RNA病毒,若其RNA本身就具有mRNA(信使核糖核酸)的功能,一旦病毒顆粒中的RNA進入寄主細胞,就直接作為mRNA,翻譯出所編碼的蛋白質,那麼該RNA病毒就是正義鏈RNA病毒;若作為基因組的RNA進入細胞寄生後必須得通過該基因組RNA複製產生出與之互補的RNA才能作為mRNA,則這種RNA就稱為負義鏈RNA病毒。這是也RNA病毒分類上的重要依據之一。

首次建立植物多分體負義鏈 RNA 病毒的反向遺傳學體系

近日,南京農業大學陶小榮團隊在PNAS上在線發表了 題為Rescue of tomato spotted wilt virus entirely from complementary DNA clones的研究論文,該研究成功拯救出番茄斑萎病毒,在全球首次建立植物多分體負義鏈 RNA 病毒的反向遺傳學體系

文章截圖

反向遺傳(Reverse genetic)技術作為一項新型技術 ,是從克隆的cDNA產生感染性RNA病毒的過程 ,實現了在 cDNA 水平上對RNA病毒的操作,從而為病毒的功能基因組研究提供了強有力的手段。相對來說 , 這項技術更易用於正義鏈RNA病毒,從cDNA水平對其基因組進行操做,拯救感染性病毒。

番茄斑萎病毒的反向遺傳學體系構建

負義鏈RNA病毒, 如流感病毒、狂犬病病毒、伊波拉病毒等, 這些病原體由於存在獨特的生物學特性 ,給病毒的拯救帶來了一些困難, 另外 ,它們引起的疫病具有發病率高和死亡率高的特點, 因此 ,對負義鏈 RNA 病毒的研究就顯得尤為重要。儘管20多年前已經建立了多個動物多分體負鏈RNA病毒的反向遺傳學系統,但迄今為止還沒有成功建立植物多分體負鏈RNA病毒的反向遺傳學系統

研究通過確定了驅動病毒基因組RNA的啟動子,將近330kDa 病毒複製酶在植物中成功表達。但是由於過表達病毒複製酶幹擾病毒拯救,導致基因組mRNA無法被拯救。而研究團隊攻堅克難,再通過一系列的優化,最終成功實現番茄斑萎病毒全長侵染性cDNA克隆的拯救,拯救的病毒可以攜帶螢光eGFP報告基因系統侵染植物。

結語

番茄斑萎病毒反向遺傳學系統的建立提供了對該病毒的侵染和致病機制進行深入系統研究的關鍵體系,這也意味著植物多分體負義鏈 RNA 病毒研究新時代的到來

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