研究人员揭示了双生病毒如何在全球农作物中引起毁灭性疾病

双生病毒是一组单链环状植物DNA病毒，可在世界范围内的许多重要经济作物(包括番茄、烟草、棉花、玉米、小麦、豆类和木薯)中引起毁灭性的疾病。由于基因组较小且编码能力有限，双生病毒严重依赖宿主植物通过在不同细胞水平上利用/操纵宿主成分来完成其生命周期。

未折叠蛋白反应(UPR)是真核生物中减轻内质网(ER)胁迫的保守反应，内质网胁迫参与植物生长、发育以及对非生物和生物胁迫的反应。UPR在植物-RNA病毒相互作用中具有多种作用，但在植物DNA病毒中的作用机制仍不清楚。

在这项研究中，研究人员使用一种植物DNA病毒、番茄黄卷叶病毒(TYLCCNV)及其相关的番茄黄卷叶中国betasatellite(TYLCCNB)作为模型来研究UPR在植物DNA病毒感染中的作用。

研究人员的结果表明，TYLCCNV和TYLCCNB共感染，或者TYLCCNB编码的βC1的瞬时或稳定表达可以激活UPR并上调NbbZIP60的表达。他们提供的证据表明，二硫苏糖醇(DTT)(一种UPR诱导剂)或NbbZIP60的过表达对ER应激的诱导有益于TYLCCNV/TYLCCNB感染。相反，通过牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)抑制UPR反应或通过烟草脆裂病毒(TRV)介导的基因沉默系统/CRISPR-cas9介导的基因敲除系统敲低/敲除NbbZIP60可减弱TYLCCNV/TYLCCNB感染。因此，他们推测在TYLCCNV/TYLCCNB感染的情况下，UPR的NbbZIP60是一种促病毒因子。

为了分析βC1和NbbZIP60之间可能的相互作用，本研究使用了酵母双杂交(Y2H)、双分子荧光互补(BiFC)和免疫共沉淀(Co-IP)。研究人员发现βC1在上述测定中与NbbZIP60相互作用。

研究人员还发现，TYLCCNV/TYLCCNB感染或βC1的过表达能够诱导YFP-NbbZIP60的核输出。他们进一步证实YFP-NbbZIP60的核输出依赖于核输出蛋白-(XPO1)介导的核输出途径。

此外，研究小组发现，NbbZIP60调节的促生存因子管腔结合蛋白NbBiP和钙网蛋白NbCRT促进TYLCCNV/TYLCCNB感染，而NbbZIP60控制的促细胞死亡因子NbNAC089限制TYLCCNV/TYLCCNB感染。

这些发现提供了关于双生病毒感染如何激活UPR并通过蛋白质-蛋白质相互作用级联利用宿主IRE/bZIP60通路促进病毒感染的新知识。