近日，中国农业科学院植物保护研究所作物病原生物功能基因组研究创新团队，以正单链RNA病毒（+ssRNA病毒）芜菁花叶病毒（TuMV）和新型冠状病毒（SARS-CoV2）为模型，发现+ssRNA病毒的负义链RNA具备潜在编码能力，揭示了+ssRNA病毒新的蛋白编码策略，修正了+ssRNA病毒的-RNA不编码功能蛋白这一传统观点。相关研究成果在线发表在《分子植物（Molecular Plant）》（IF=27.5）上。

+ssRNA病毒是一类拥有正义链单链RNA 基因组的病毒，其正链基因组可以直接结合核糖体并翻译病毒蛋白，而负链RNA（-RNA）被视为复制中间体，长期的研究认为其不具备编码能力。

该研究对大量动物和植物+ssRNA病毒进行了分析，发现它们的负链上存在大量保守小ORF，并命名为rORF。以植物病毒TuMV作为模型对这些rORF进行了分析，发现这些rORF具备特殊的亚细胞定位，如叶绿体，过氧化物酶体，内质网等，并被招募到病毒复制复合体内（VRC），影响了TuMV的病毒侵染性，证明了rORF在TuMV在侵染植物中发挥着关键作用。对动物病毒SARS-CoV-2的rORF进行了分析，发现其编码的蛋白可以抑制Ⅰ型干扰素的产生并促进水疱性口炎病毒（VSV）的侵染。进一步分析了TuMV rORF翻译蛋白的机制，发现它们可能利用不依赖帽子的IRES机制来翻译这些小蛋白。

这些小rORF可能是病毒在漫长的进化过程中逐渐发展出来用于提高其在寄主细胞内的适应性。该研究揭示了+ssRNA病毒编码蛋白的新策略，并挑战了+ssRNA病毒的-RNA不编码功能蛋白这一传统观点，研究结果拓展人们对+ssRNA病毒基因组编码功能蛋白方面的认识，将推进人们对+ssRNA病毒与宿主互作机制的深入解析，并有望为预防和治疗+ssRNA病毒引起的动植物病害提供新的策略和靶点，为开发抗病毒疗法提供新的思路。

中国农业科学院植物保护研究所博士后龚攀、福建医科大学基础医学院沈庆汤副研究员和中国农业科学院植物保护研究所博士生张明振为论文的共同第一作者，周雪平教授和李 方方研究员为论文通讯作者。浙江大学傅帅博士、图宾根大学Rosa Lozano-Duran教授和加拿大农业部Aiming Wang博士参与了该项工作。该研究得到中科院微生物所高福院士、王奇慧研究员，剑桥大学Andrew E. Firth教授，加州大学伯克利分校Andrew O. Jackson，香港大学金冬雁教授，山东大学王培会教授，中国农业大学范在丰教授等专家的帮助或指导。该研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目资助。

图1   +ssRNA病毒的负链RNA存在大量具备潜在编码能力的小ORF

图2   TuMV rORF编码的小蛋白亚细胞定位特殊并被招募到病毒复制工厂

图3   SARS-CoV-2 rORFs编码小蛋白抑制IFN-I的产生并促进VSV的积累  

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1674205223002915