山東省農業科學院植物保護研究所研究員戈峰與中科院動物研究所農業蟲害鼠害綜合治理研究國家重點實驗室研究員孫玉誠及其團隊合作,首次發現磷脂酰乙醇胺結合蛋白(PEBP4)是調節獲毒煙粉虱胞內免疫穩態的關鍵分子,通過維持其細胞凋亡與自噬作用相互拮抗的中度免疫平衡,以達到高效傳毒的新機制。相關論文2月11日發表于《自然—通訊》。
文章指出,煙粉虱是全球分布的“超級害蟲”,由它專性傳播的的植物病害番茄黃化曲葉病毒(TYLCV)每年造成農作物上百億元的損失,尤其是對番茄等蔬菜生產構成了極大威脅。但煙粉虱如何調節和維持其體內胞內細胞凋亡與自噬作用的免疫穩態,以使煙粉虱及其攜帶的病毒長期共存并高效傳毒的機制一直不清楚,該文為其機制探究提出了新的切入點,為防控蟲媒病毒傳播提供了理論依據。
眾所周知,細胞免疫穩態如何被維持和調節是Science發布認定的“最前沿的125個科學問題”之一。該研究通過大量的試驗發現,TYLCV 病毒衣殼蛋白在煙粉虱中腸和唾液腺細胞的質膜上通過“劫持”PEBP4,同步激活細胞凋亡與自噬作用,二者之間的相互拮抗形成了中度免疫平衡。過高的免疫激發不利于煙粉虱持毒,而過低的免疫響應致使煙粉虱攜帶病毒量過高,其適合度代償過大,不利于生存。顯然,只有PEBP4維持適度的免疫平衡,才能保障煙粉虱高效傳毒,奠定了其與蟲媒病毒長期共存的本質。
該研究首次闡明了煙粉虱傳播TYLCV的胞內免疫基礎,揭示了煙粉虱通過平衡其細胞凋亡與自噬作用的免疫穩態分子機制,極大推動了媒介昆蟲免疫耐受研究的發展。這不但在媒介生物學領域創新具有重要的理論意義,而且為控制“世界頭號害蟲”煙粉虱傳播病毒、保護蔬菜生產安全提供了新思路,有重大的應用前景。(作者 王方 )
標簽: 磷脂酰乙醇胺結合蛋白 中度免疫平衡 高效傳毒 超級害蟲
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