2018年10月25日，植保所作物有害生物功能基因组研究创新团队与浙江大学合作在Molecular Plant上在线发表了题为“Nucleocytoplasmic shuttling of the geminivirus C4 protein mediated by phosphorylation and myristoylation is critical for viral pathogenicity”的研究论文, 该论文揭示了云南番茄曲叶病毒致病新机制。

双生病毒是在世界范围内普遍发生的一类植物DNA病毒，在全球番茄、烟草、棉花、玉米、小麦、豆类、木薯等经济和粮食作物上造成毁灭性危害。我国流行爆发的双生病毒中约40%的病毒伴随有卫星DNA，其致病性由卫星编码的βC1蛋白决定。前期研究发现，以云南番茄曲叶病毒（Tomato leaf curl Yunnan virus, TLCYnV）为代表的不伴随卫星DNA的双生病毒的C4蛋白为致病因子，TLCYnV C4蛋白通过与NbSKη互作将NbSKη限制于细胞膜造成细胞核中NbSKη的积累量降低，影响NbSKη的正常生理学功能进而引起症状出现（PLoS Pathogens 14: e1006789，2018）。

那么，定位于细胞膜的C4蛋白是如何将主要位于细胞核中的NbSKη限制在细胞膜上的呢？作物有害生物功能基因组研究创新团队发现TLCYnV C4蛋白能够被NbSKη磷酸化，C4蛋白的第51位Thr为其潜在磷酸化位点，NbSKη对C4蛋白的磷酸化对于C4蛋白发挥其致病性起关键作用。C4（T51A）突变体无法将NbSKη限制于细胞膜上，说明NbSKη对C4的磷酸化对于C4将NbSKη限制于细胞膜上是必需的。同时发现C4蛋白并不含有疏水跨膜结构域，生化试验证明C4蛋白的N端豆蔻酰化是C4定位于膜上的直接原因。将C4蛋白的N端豆蔻酰化位点突变后，C4蛋白致病性显著降低，也无法将NbSKη限制于细胞膜上。随后研究表明，C4的磷酸化发生在细胞核中，C4磷酸化后能够促进C4的N端豆蔻化修饰，只有两种翻译后修饰都发生的C4蛋白才能够与核输出蛋白(XPO I)互作从而促进C4/NbSKη复合体的核输出。该研究结果表明，NbSKn对TLCYnV C4的磷酸化、豆蔻酰化以及与exportin-α的相互作用促进了C4/NbSKη的核质穿梭，从而在植物上引起病毒症状。

该研究的第一作者为博士后梅玉振，通讯作者为周雪平教授。该研究得到国家自然科学基金重大项目资助（31390422）。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205218303095