5月14日，東北農業大學植物保護學院程曉非教授團隊與向文勝教授團隊合作，以自由投稿方式在美國科學院院刊《PNAS》上發表了題為“The 6-kilodalton peptide 1 in plant viruses of the familyPotyviridaeis a viroporin”的研究論文。本研究首次在植物病毒中發現了病毒的孔蛋白（viroporins），分析了該病毒孔蛋白在病毒侵染中的作用。
病毒孔蛋白是一類病毒編碼的能通過同源寡聚化形成具有離子通道功能的小蛋白（通常少于100個氨基酸）。病毒孔蛋白對于病毒完成其生命周期至關重要，是以它們一直是開發抗病毒藥物和減毒活疫苗的關鍵分子靶點。之前，病毒孔蛋白僅在一些動物病毒中發現，例如丙型肝炎病毒p7蛋白、甲型流感病毒M2蛋白、埃博拉病毒δ肽、人星狀病毒XP蛋白和新冠病毒E蛋白。包括植物病毒在内的其它類型病毒是否編碼病毒孔蛋白一直是一個懸而未決的問題。馬鈴薯Y病毒科（Potyviridae）是最大的植物RNA病毒科，該科的許多病毒在全球作物上造成嚴重的病害，引起重大的經濟損失。該科病毒在P3和CI之間編碼一個高度保守的僅6~7 kDa的小蛋白（6K1），但其确切功能從發現至今的三十多年來一直未知。該論文以蕪菁花葉病毒（TuMV）為研究對象，發現TuMV 6K1在内質網上形成多聚體，結合人工智能輔助結構模組化和蛋白質生化分析發現TuMV 6K1形成具有中心疏水通道的五聚體。進一步研究發現，TuMV 6K1可以增加大腸杆菌和本氏煙的細胞膜通透性，并且可以部分回補缺失鉀離子通道的酵母突變體，突變TuMV 6K1中與多聚化相關的氨基酸會抑制病毒增殖，說明TuMV 6K1是一個功能性的病毒孔蛋白。此外，本研究還證明同科其他病毒編碼的6K1或其同源的7K蛋白能增加細胞膜通透性和部分回補缺失鉀離子通道的酵母突變體。綜上，本研究不僅揭示了馬鈴薯Y病毒科病毒6K1蛋白及其同源7K蛋白的功能，而且加深了對該科病毒緻病機制的認識，為後續篩選和設計以6K1離子通道為靶點的抗病毒藥物奠定了堅實的理論基礎。
TuMV 6K1五聚體預測結構本研究得到了國家自然科學基金優秀青年基金項目、國家重點研發計劃、黑龍江省自然科學基金和東北農業大學“青年領軍人才“支援計劃項目的資助。學校程曉非教授、武曉雲副教授和向文勝教授為本論文的通訊作者，植物保護學院已畢業博士研究所學生柴孟竹、李磊，生命科學學院李勇教授為共同第一作者，東北農業大學為通訊機關。東北農業大學分子植物病毒學團隊研究所學生楊英帥、王宇婷、姜雪和栾雅夢參與了該研究，本研究還得到了加拿大農業與農業食品部（AAFC）的London Research & Development Centre王愛明（Aiming Wang）教授團隊、中國農業科學院李方方教授、以及海南大學崔紅光研究員等合作者的大力支援。程曉非簡介：博士，博士生導師，東北農業大學三級教授,植物保護學院副院長，黑龍江省高層次人才（B類）、東農學者計劃高層次人才“傑出學者JC1”。以第一或通訊作者在Nature Communications、Plant Cell、Trends in Microbiology、Journal of Virology等期刊發表論文60餘篇。以第一完成人獲中國農學會青年科技獎，黑龍江省植保科技科學研究類一等獎。歡迎熱愛植物抗病毒免疫的優秀博士加入本團隊（請将自薦信、履歷、論文清單等相關材料發至E-mail：[email protected]）。武曉雲簡介：博士，碩士生導師，黑龍江省優秀青年教師基礎研究支援計劃入選者，東農學者計劃學術骨幹，主要從事植物病毒學研究，以第一或通訊作者在在Nature Communications、Journal of Virology、Traffic等期刊發表論文30餘篇。向文勝簡介：博士，博士生導師，東北農業大學二級教授，國家“百千萬人才工程”有突出貢獻中青年專家、科技部“中青年科技創新領軍人才”、農業部農業科研傑出人才及創新團隊。實作4個篩選新微生物的發酵和半合成7個産品産業化，獲得8個新藥證書。以第一作者或通訊作者在Nature Biotechnology、Nature Communications等期刊發表SCI論文300餘篇。以第一完成人獲得國家科技發明二等獎1項，獲黑龍江省科技發明一等獎4項。原文連結：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2401748121來源：東北農大報道
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