煙草siRNAs 和三個株系CMV基因組比較分布圖。(A)sRNAs fromuninfected N. tabacum plants. (B)sRNAs from CMV-infected N. tabacum plants.(C)the 14 sRNAs identified from CMV-infectedplants that map to the Y-SatRNA.

　　煙草在線據(jù)中國科學(xué)院網(wǎng)報道　　煙草感染黃瓜花葉病毒（Cucumber mosaic virus，CMV）以后，隨著連續(xù)繼代和病毒感染，一個長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA）神奇地出現(xiàn)并被稱為CMV衛(wèi)星RNA（satellite RNA，satRNA）。satRNA因能夠利用CMV編碼的復(fù)制酶進(jìn)行復(fù)制并改變CMV的致病性，故被稱為亞病毒（一種植物中最小的非編碼的RNA病原體，non-coding subviral RNA pathogens）。長期以來對satRNA的起源有兩種不同的觀點(diǎn)：一種認(rèn)為satRNA起源于CMV輔助病毒的基因組，另一種認(rèn)為satRNA起源于宿主植物基因組。

　　為了揭示satRNA的起源和發(fā)生，中國科學(xué)院微生物研究所郭惠珊課題組通過對一包含satRNA片段的載體系統(tǒng)的研究，以及小分子RNA（siRNA）和DNA雜交檢測，發(fā)現(xiàn)野生型煙草存在與satRNA同源的24-nt （nucleotide） siRNAs和DNA片段。siRNA高通量測序進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，CMV侵染大量增加了這些24-nt siRNAs的積累，且多個siRNAs完全匹配并覆蓋satRNA的多個區(qū)域；信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)這些siRNAs大多來源于煙草基因組的非編碼DNA重復(fù)序列。結(jié)合課題組前期對CMV編碼的沉默抑制子——2b蛋白——干擾RNA沉默和DNA甲基化的研究，提示CMV侵染可能激活這些非編碼DNA重復(fù)序列而產(chǎn)生大量的24-nt siRNA，并由其逐漸形成依賴CMV復(fù)制的長非編碼satRNA。郭惠珊課題組的研究為CMV satRNA起源于宿主基因組提供了基因組水平的證據(jù)。

　　CMV satRNA起源于植物基因組的觀點(diǎn)，符合并解釋了課題組以前發(fā)現(xiàn)的關(guān)于CMVsatRNA的多個生物學(xué)功能現(xiàn)象。盡管CMV通過輔助satRNA的大量復(fù)制，使之作為亞病毒RNA來捕獲宿主RNA沉默，從而保護(hù)CMV自身基因組免受RNA沉默降解；郭惠珊課題組研究發(fā)現(xiàn)，satRNA的存在其實(shí)減輕了CMV的致病性；satRNA能特異干擾抑制子2b蛋白的積累，從而降低2b對宿主抗病毒RNA沉默的反抑制作用；而且來源于satRNA的一個siRNA（satsiRNA），能夠通過特異剪切CMV基因組而降低病毒RNA的積累。這些發(fā)現(xiàn)都佐證了宿主來源的satRNA及其干擾CMV致病性的生物學(xué)功能。而CMV輔助satRNA復(fù)制則體現(xiàn)了CMV與宿主長期斗爭互作過程的共進(jìn)化。郭惠珊團(tuán)隊(duì)的研究豐富了當(dāng)前植物長鏈非編碼RNA產(chǎn)生機(jī)理及植物表觀遺傳調(diào)控途徑參與抗病應(yīng)答的基礎(chǔ)理論。

　　該研究和澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）教授王明波實(shí)驗(yàn)室合作完成，研究結(jié)果發(fā)表于國際刊物PLoS Genetics上，郭惠珊課題組博士生趙建華為共同第一作者，郭惠珊為共同通訊作者。研究得到了國家科技部“973”計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃集成項(xiàng)目的資助。